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  *
   9  *      See ../COPYING for licensing terms.
  10  */
  11 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/time.h>
  17 #include <linux/aio_abi.h>
  18 #include <linux/export.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/backing-dev.h>
  21 #include <linux/uio.h>
  22
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/file.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mmu_context.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/timer.h>
  32 #include <linux/aio.h>
  33 #include <linux/highmem.h>
  34 #include <linux/workqueue.h>
  35 #include <linux/security.h>
  36 #include <linux/eventfd.h>
  37 #include <linux/blkdev.h>
  38 #include <linux/compat.h>
  39 #include <linux/anon_inodes.h>
  40 #include <linux/migrate.h>
  41 #include <linux/ramfs.h>
  42 #include <linux/percpu-refcount.h>
  43
  44 #include <asm/kmap_types.h>
  45 #include <asm/uaccess.h>
  46
  47 #include "internal.h"
  48
  49 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  50 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  51 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  52 struct aio_ring {
  53         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  54         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  55         unsigned        head;
  56         unsigned        tail;
  57
  58         unsigned        magic;
  59         unsigned        compat_features;
  60         unsigned        incompat_features;
  61         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  62
  63
  64         struct io_event         io_events[0];
  65 }; /* 128 bytes + ring size */
  66
  67 #define AIO_RING_PAGES  8
  68
  69 struct kioctx_cpu {
  70         unsigned                reqs_available;
  71 };
  72
  73 struct kioctx {
  74         struct percpu_ref       users;
  75         atomic_t                dead;
  76
  77         /* This needs improving */
  78         unsigned long           user_id;
  79         struct hlist_node       list;
  80
  81         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
  82
  83         /*
  84          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
  85          * counter at a time:
  86          */
  87         unsigned                req_batch;
  88         /*
  89          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
  90          * anything but counting against the global max_reqs quota.
  91          *
  92          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
  93          * aio_setup_ring())
  94          */
  95         unsigned                max_reqs;
  96
  97         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
  98         unsigned                nr_events;
  99
 100         unsigned long           mmap_base;
 101         unsigned long           mmap_size;
 102
 103         struct page             **ring_pages;
 104         long                    nr_pages;
 105
 106         struct rcu_head         rcu_head;
 107         struct work_struct      free_work;
 108
 109         struct {
 110                 /*
 111                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 112                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 113                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 114                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 115                  *
 116                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 117                  */
 118                 atomic_t        reqs_available;
 119         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 120
 121         struct {
 122                 spinlock_t      ctx_lock;
 123                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 124         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 125
 126         struct {
 127                 struct mutex    ring_lock;
 128                 wait_queue_head_t wait;
 129         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 130
 131         struct {
 132                 unsigned        tail;
 133                 spinlock_t      completion_lock;
 134         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 135
 136         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 137         struct file             *aio_ring_file;
 138 };
 139
 140 /*------ sysctl variables----*/
 141 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 142 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 143 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 144 /*----end sysctl variables---*/
 145
 146 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 147 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 148
 149 /* aio_setup
 150  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 151  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 152  */
 153 static int __init aio_setup(void)
 154 {
 155         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 156         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 157
 158         pr_debug("sizeof(struct page) = %zu\n", sizeof(struct page));
 159
 160         return 0;
 161 }
 162 __initcall(aio_setup);
 163
 164 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 165 {
 166         int i;
 167         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 168
 169         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 170                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 171                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 172                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 173         }
 174
 175         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages)
 176                 kfree(ctx->ring_pages);
 177
 178         if (aio_ring_file) {
 179                 truncate_setsize(aio_ring_file->f_inode, 0);
 180                 pr_debug("pid(%d) i_nlink=%u d_count=%d d_unhashed=%d i_count=%d\n",
 181                         current->pid, aio_ring_file->f_inode->i_nlink,
 182                         aio_ring_file->f_path.dentry->d_count,
 183                         d_unhashed(aio_ring_file->f_path.dentry),
 184                         atomic_read(&aio_ring_file->f_inode->i_count));
 185                 fput(aio_ring_file);
 186                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 187         }
 188 }
 189
 190 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 191 {
 192         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 197         .mmap = aio_ring_mmap,
 198 };
 199
 200 static int aio_set_page_dirty(struct page *page)
 201 {
 202         return 0;
 203 }
 204
 205 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 206 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 207                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 208 {
 209         struct kioctx *ctx = mapping->private_data;
 210         unsigned long flags;
 211         unsigned idx = old->index;
 212         int rc;
 213
 214         /* Writeback must be complete */
 215         BUG_ON(PageWriteback(old));
 216         put_page(old);
 217
 218         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode);
 219         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 220                 get_page(old);
 221                 return rc;
 222         }
 223
 224         get_page(new);
 225
 226         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 227         migrate_page_copy(new, old);
 228         ctx->ring_pages[idx] = new;
 229         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 230
 231         return rc;
 232 }
 233 #endif
 234
 235 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 236         .set_page_dirty = aio_set_page_dirty,
 237 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 238         .migratepage    = aio_migratepage,
 239 #endif
 240 };
 241
 242 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 243 {
 244         struct aio_ring *ring;
 245         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 246         struct mm_struct *mm = current->mm;
 247         unsigned long size, populate;
 248         int nr_pages;
 249         int i;
 250         struct file *file;
 251
 252         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 253         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 254
 255         size = sizeof(struct aio_ring);
 256         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 257
 258         nr_pages = PFN_UP(size);
 259         if (nr_pages < 0)
 260                 return -EINVAL;
 261
 262         file = anon_inode_getfile_private("[aio]", &aio_ring_fops, ctx, O_RDWR);
 263         if (IS_ERR(file)) {
 264                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 265                 return -EAGAIN;
 266         }
 267
 268         file->f_inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 269         file->f_inode->i_mapping->private_data = ctx;
 270         file->f_inode->i_size = PAGE_SIZE * (loff_t)nr_pages;
 271
 272         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 273                 struct page *page;
 274                 page = find_or_create_page(file->f_inode->i_mapping,
 275                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 276                 if (!page)
 277                         break;
 278                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 279                          current->pid, i, page_count(page));
 280                 SetPageUptodate(page);
 281                 SetPageDirty(page);
 282                 unlock_page(page);
 283         }
 284         ctx->aio_ring_file = file;
 285         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 286                         / sizeof(struct io_event);
 287
 288         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 289         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 290                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 291                                           GFP_KERNEL);
 292                 if (!ctx->ring_pages)
 293                         return -ENOMEM;
 294         }
 295
 296         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 297         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 298
 299         down_write(&mm->mmap_sem);
 300         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 301                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 302                                        MAP_SHARED | MAP_POPULATE, 0, &populate);
 303         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 304                 up_write(&mm->mmap_sem);
 305                 ctx->mmap_size = 0;
 306                 aio_free_ring(ctx);
 307                 return -EAGAIN;
 308         }
 309         up_write(&mm->mmap_sem);
 310
 311         mm_populate(ctx->mmap_base, populate);
 312
 313         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 314         ctx->nr_pages = get_user_pages(current, mm, ctx->mmap_base, nr_pages,
 315                                        1, 0, ctx->ring_pages, NULL);
 316         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++)
 317                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 318
 319         if (unlikely(ctx->nr_pages != nr_pages)) {
 320                 aio_free_ring(ctx);
 321                 return -EAGAIN;
 322         }
 323
 324         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 325         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 326
 327         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 328         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 329         ring->id = ctx->user_id;
 330         ring->head = ring->tail = 0;
 331         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 332         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 333         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 334         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 335         kunmap_atomic(ring);
 336         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 337
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 342 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 343 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 344
 345 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *req, kiocb_cancel_fn *cancel)
 346 {
 347         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 348         unsigned long flags;
 349
 350         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 351
 352         if (!req->ki_list.next)
 353                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 354
 355         req->ki_cancel = cancel;
 356
 357         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 358 }
 359 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 360
 361 static int kiocb_cancel(struct kioctx *ctx, struct kiocb *kiocb,
 362                         struct io_event *res)
 363 {
 364         kiocb_cancel_fn *old, *cancel;
 365         int ret = -EINVAL;
 366
 367         /*
 368          * Don't want to set kiocb->ki_cancel = KIOCB_CANCELLED unless it
 369          * actually has a cancel function, hence the cmpxchg()
 370          */
 371
 372         cancel = ACCESS_ONCE(kiocb->ki_cancel);
 373         do {
 374                 if (!cancel || cancel == KIOCB_CANCELLED)
 375                         return ret;
 376
 377                 old = cancel;
 378                 cancel = cmpxchg(&kiocb->ki_cancel, old, KIOCB_CANCELLED);
 379         } while (cancel != old);
 380
 381         atomic_inc(&kiocb->ki_users);
 382         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 383
 384         memset(res, 0, sizeof(*res));
 385         res->obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
 386         res->data = kiocb->ki_user_data;
 387         ret = cancel(kiocb, res);
 388
 389         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 390
 391         return ret;
 392 }
 393
 394 static void free_ioctx_rcu(struct rcu_head *head)
 395 {
 396         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
 397
 398         free_percpu(ctx->cpu);
 399         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 400 }
 401
 402 /*
 403  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 404  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 405  * now it's safe to cancel any that need to be.
 406  */
 407 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 408 {
 409         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, free_work);
 410         struct aio_ring *ring;
 411         struct io_event res;
 412         struct kiocb *req;
 413         unsigned cpu, head, avail;
 414
 415         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 416
 417         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 418                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 419                                        struct kiocb, ki_list);
 420
 421                 list_del_init(&req->ki_list);
 422                 kiocb_cancel(ctx, req, &res);
 423         }
 424
 425         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 426
 427         for_each_possible_cpu(cpu) {
 428                 struct kioctx_cpu *kcpu = per_cpu_ptr(ctx->cpu, cpu);
 429
 430                 atomic_add(kcpu->reqs_available, &ctx->reqs_available);
 431                 kcpu->reqs_available = 0;
 432         }
 433
 434         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 435         head = ring->head;
 436         kunmap_atomic(ring);
 437
 438         while (atomic_read(&ctx->reqs_available) < ctx->nr_events - 1) {
 439                 wait_event(ctx->wait,
 440                            (head != ctx->tail) ||
 441                            (atomic_read(&ctx->reqs_available) >=
 442                             ctx->nr_events - 1));
 443
 444                 avail = (head <= ctx->tail ? ctx->tail : ctx->nr_events) - head;
 445
 446                 atomic_add(avail, &ctx->reqs_available);
 447                 head += avail;
 448                 head %= ctx->nr_events;
 449         }
 450
 451         WARN_ON(atomic_read(&ctx->reqs_available) > ctx->nr_events - 1);
 452
 453         aio_free_ring(ctx);
 454
 455         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 456
 457         /*
 458          * Here the call_rcu() is between the wait_event() for reqs_active to
 459          * hit 0, and freeing the ioctx.
 460          *
 461          * aio_complete() decrements reqs_active, but it has to touch the ioctx
 462          * after to issue a wakeup so we use rcu.
 463          */
 464         call_rcu(&ctx->rcu_head, free_ioctx_rcu);
 465 }
 466
 467 static void free_ioctx_ref(struct percpu_ref *ref)
 468 {
 469         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 470
 471         INIT_WORK(&ctx->free_work, free_ioctx);
 472         schedule_work(&ctx->free_work);
 473 }
 474
 475 /* ioctx_alloc
 476  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 477  */
 478 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 479 {
 480         struct mm_struct *mm = current->mm;
 481         struct kioctx *ctx;
 482         int err = -ENOMEM;
 483
 484         /*
 485          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 486          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 487          *
 488          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 489          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 490          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 491          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 492          */
 493         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 494         nr_events *= 2;
 495
 496         /* Prevent overflows */
 497         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 498             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 499                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 500                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 501         }
 502
 503         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
 504                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 505
 506         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 507         if (!ctx)
 508                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 509
 510         ctx->max_reqs = nr_events;
 511
 512         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_ref))
 513                 goto out_freectx;
 514
 515         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 516         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 517         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 518         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 519
 520         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 521
 522         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 523         if (!ctx->cpu)
 524                 goto out_freeref;
 525
 526         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 527                 goto out_freepcpu;
 528
 529         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 530         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 531         BUG_ON(!ctx->req_batch);
 532
 533         /* limit the number of system wide aios */
 534         spin_lock(&aio_nr_lock);
 535         if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
 536             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 537                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 538                 goto out_cleanup;
 539         }
 540         aio_nr += ctx->max_reqs;
 541         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 542
 543         percpu_ref_get(&ctx->users); /* io_setup() will drop this ref */
 544
 545         /* now link into global list. */
 546         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 547         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
 548         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 549
 550         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 551                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 552         return ctx;
 553
 554 out_cleanup:
 555         err = -EAGAIN;
 556         aio_free_ring(ctx);
 557 out_freepcpu:
 558         free_percpu(ctx->cpu);
 559 out_freeref:
 560         free_percpu(ctx->users.pcpu_count);
 561 out_freectx:
 562         if (ctx->aio_ring_file)
 563                 fput(ctx->aio_ring_file);
 564         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 565         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 566         return ERR_PTR(err);
 567 }
 568
 569 /* kill_ioctx
 570  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 571  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 572  *      the rapid destruction of the kioctx.
 573  */
 574 static void kill_ioctx(struct kioctx *ctx)
 575 {
 576         if (!atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 577                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
 578                 /* percpu_ref_kill() will do the necessary call_rcu() */
 579                 wake_up_all(&ctx->wait);
 580
 581                 /*
 582                  * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 583                  * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 584                  * has already returned, so io_setup() could potentially return
 585                  * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 586                  *  could tell).
 587                  */
 588                 spin_lock(&aio_nr_lock);
 589                 BUG_ON(aio_nr - ctx->max_reqs > aio_nr);
 590                 aio_nr -= ctx->max_reqs;
 591                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 592
 593                 if (ctx->mmap_size)
 594                         vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 595
 596                 percpu_ref_kill(&ctx->users);
 597         }
 598 }
 599
 600 /* wait_on_sync_kiocb:
 601  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 602  */
 603 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
 604 {
 605         while (atomic_read(&iocb->ki_users)) {
 606                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 607                 if (!atomic_read(&iocb->ki_users))
 608                         break;
 609                 io_schedule();
 610         }
 611         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 612         return iocb->ki_user_data;
 613 }
 614 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 615
 616 /*
 617  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 618  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 619  * called on the context.
 620  *
 621  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 622  * them.
 623  */
 624 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 625 {
 626         struct kioctx *ctx;
 627         struct hlist_node *n;
 628
 629         hlist_for_each_entry_safe(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
 630                 /*
 631                  * We don't need to bother with munmap() here -
 632                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 633                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 634                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 635                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 636                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 637                  */
 638                 ctx->mmap_size = 0;
 639
 640                 kill_ioctx(ctx);
 641         }
 642 }
 643
 644 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 645 {
 646         struct kioctx_cpu *kcpu;
 647
 648         preempt_disable();
 649         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 650
 651         kcpu->reqs_available += nr;
 652         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 653                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 654                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 655         }
 656
 657         preempt_enable();
 658 }
 659
 660 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 661 {
 662         struct kioctx_cpu *kcpu;
 663         bool ret = false;
 664
 665         preempt_disable();
 666         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 667
 668         if (!kcpu->reqs_available) {
 669                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 670
 671                 do {
 672                         if (avail < ctx->req_batch)
 673                                 goto out;
 674
 675                         old = avail;
 676                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 677                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 678                 } while (avail != old);
 679
 680                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 681         }
 682
 683         ret = true;
 684         kcpu->reqs_available--;
 685 out:
 686         preempt_enable();
 687         return ret;
 688 }
 689
 690 /* aio_get_req
 691  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the ki_users count
 692  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
 693  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
 694  *
 695  * Returns with kiocb->ki_users set to 2.  The io submit code path holds
 696  * an extra reference while submitting the i/o.
 697  * This prevents races between the aio code path referencing the
 698  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
 699  */
 700 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 701 {
 702         struct kiocb *req;
 703
 704         if (!get_reqs_available(ctx))
 705                 return NULL;
 706
 707         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
 708         if (unlikely(!req))
 709                 goto out_put;
 710
 711         atomic_set(&req->ki_users, 2);
 712         req->ki_ctx = ctx;
 713         return req;
 714 out_put:
 715         put_reqs_available(ctx, 1);
 716         return NULL;
 717 }
 718
 719 static void kiocb_free(struct kiocb *req)
 720 {
 721         if (req->ki_filp)
 722                 fput(req->ki_filp);
 723         if (req->ki_eventfd != NULL)
 724                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 725         if (req->ki_dtor)
 726                 req->ki_dtor(req);
 727         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
 728                 kfree(req->ki_iovec);
 729         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 730 }
 731
 732 void aio_put_req(struct kiocb *req)
 733 {
 734         if (atomic_dec_and_test(&req->ki_users))
 735                 kiocb_free(req);
 736 }
 737 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
 738
 739 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 740 {
 741         struct mm_struct *mm = current->mm;
 742         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 743
 744         rcu_read_lock();
 745
 746         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, &mm->ioctx_list, list) {
 747                 if (ctx->user_id == ctx_id) {
 748                         percpu_ref_get(&ctx->users);
 749                         ret = ctx;
 750                         break;
 751                 }
 752         }
 753
 754         rcu_read_unlock();
 755         return ret;
 756 }
 757
 758 /* aio_complete
 759  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 760  */
 761 void aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 762 {
 763         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 764         struct aio_ring *ring;
 765         struct io_event *ev_page, *event;
 766         unsigned long   flags;
 767         unsigned tail, pos;
 768
 769         /*
 770          * Special case handling for sync iocbs:
 771          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 772          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 773          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 774          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 775          */
 776         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 777                 BUG_ON(atomic_read(&iocb->ki_users) != 1);
 778                 iocb->ki_user_data = res;
 779                 atomic_set(&iocb->ki_users, 0);
 780                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 781                 return;
 782         }
 783
 784         /*
 785          * Take rcu_read_lock() in case the kioctx is being destroyed, as we
 786          * need to issue a wakeup after incrementing reqs_available.
 787          */
 788         rcu_read_lock();
 789
 790         if (iocb->ki_list.next) {
 791                 unsigned long flags;
 792
 793                 spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 794                 list_del(&iocb->ki_list);
 795                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 796         }
 797
 798         /*
 799          * cancelled requests don't get events, userland was given one
 800          * when the event got cancelled.
 801          */
 802         if (unlikely(xchg(&iocb->ki_cancel,
 803                           KIOCB_CANCELLED) == KIOCB_CANCELLED)) {
 804                 /*
 805                  * Can't use the percpu reqs_available here - could race with
 806                  * free_ioctx()
 807                  */
 808                 atomic_inc(&ctx->reqs_available);
 809                 /* Still need the wake_up in case free_ioctx is waiting */
 810                 goto put_rq;
 811         }
 812
 813         /*
 814          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
 815          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
 816          * pointer since we might be called from irq context.
 817          */
 818         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 819
 820         tail = ctx->tail;
 821         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
 822
 823         if (++tail >= ctx->nr_events)
 824                 tail = 0;
 825
 826         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 827         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
 828
 829         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 830         event->data = iocb->ki_user_data;
 831         event->res = res;
 832         event->res2 = res2;
 833
 834         kunmap_atomic(ev_page);
 835         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 836
 837         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 838                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 839                  res, res2);
 840
 841         /* after flagging the request as done, we
 842          * must never even look at it again
 843          */
 844         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 845
 846         ctx->tail = tail;
 847
 848         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 849         ring->tail = tail;
 850         kunmap_atomic(ring);
 851         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 852
 853         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 854
 855         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
 856
 857         /*
 858          * Check if the user asked us to deliver the result through an
 859          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
 860          * from IRQ context.
 861          */
 862         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
 863                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
 864
 865 put_rq:
 866         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
 867         aio_put_req(iocb);
 868
 869         /*
 870          * We have to order our ring_info tail store above and test
 871          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
 872          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
 873          * ordered with the unlocked test.
 874          */
 875         smp_mb();
 876
 877         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 878                 wake_up(&ctx->wait);
 879
 880         rcu_read_unlock();
 881 }
 882 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
 883
 884 /* aio_read_events
 885  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
 886  *      events fetched
 887  */
 888 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
 889                                  struct io_event __user *event, long nr)
 890 {
 891         struct aio_ring *ring;
 892         unsigned head, pos;
 893         long ret = 0;
 894         int copy_ret;
 895
 896         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 897
 898         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 899         head = ring->head;
 900         kunmap_atomic(ring);
 901
 902         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, ctx->tail, ctx->nr_events);
 903
 904         if (head == ctx->tail)
 905                 goto out;
 906
 907         while (ret < nr) {
 908                 long avail;
 909                 struct io_event *ev;
 910                 struct page *page;
 911
 912                 avail = (head <= ctx->tail ? ctx->tail : ctx->nr_events) - head;
 913                 if (head == ctx->tail)
 914                         break;
 915
 916                 avail = min(avail, nr - ret);
 917                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE -
 918                             ((head + AIO_EVENTS_OFFSET) % AIO_EVENTS_PER_PAGE));
 919
 920                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
 921                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
 922                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
 923
 924                 ev = kmap(page);
 925                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
 926                                         sizeof(*ev) * avail);
 927                 kunmap(page);
 928
 929                 if (unlikely(copy_ret)) {
 930                         ret = -EFAULT;
 931                         goto out;
 932                 }
 933
 934                 ret += avail;
 935                 head += avail;
 936                 head %= ctx->nr_events;
 937         }
 938
 939         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 940         ring->head = head;
 941         kunmap_atomic(ring);
 942         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 943
 944         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, ctx->tail);
 945
 946         put_reqs_available(ctx, ret);
 947 out:
 948         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 949
 950         return ret;
 951 }
 952
 953 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
 954                             struct io_event __user *event, long *i)
 955 {
 956         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
 957
 958         if (ret > 0)
 959                 *i += ret;
 960
 961         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
 962                 ret = -EINVAL;
 963
 964         if (!*i)
 965                 *i = ret;
 966
 967         return ret < 0 || *i >= min_nr;
 968 }
 969
 970 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
 971                         struct io_event __user *event,
 972                         struct timespec __user *timeout)
 973 {
 974         ktime_t until = { .tv64 = KTIME_MAX };
 975         long ret = 0;
 976
 977         if (timeout) {
 978                 struct timespec ts;
 979
 980                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
 981                         return -EFAULT;
 982
 983                 until = timespec_to_ktime(ts);
 984         }
 985
 986         /*
 987          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
 988          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
 989          * TASK_INTERRUPTIBLE.
 990          *
 991          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
 992          * the task state back to TASK_RUNNING.
 993          *
 994          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
 995          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
 996          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
 997          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
 998          * something to be aware of when touching this code.
 999          */
1000         wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1001                         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret), until);
1002
1003         if (!ret && signal_pending(current))
1004                 ret = -EINTR;
1005
1006         return ret;
1007 }
1008
1009 /* sys_io_setup:
1010  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1011  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1012  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1013  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1014  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1015  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1016  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1017  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1018  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1019  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1020  *      implemented.
1021  */
1022 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1023 {
1024         struct kioctx *ioctx = NULL;
1025         unsigned long ctx;
1026         long ret;
1027
1028         ret = get_user(ctx, ctxp);
1029         if (unlikely(ret))
1030                 goto out;
1031
1032         ret = -EINVAL;
1033         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1034                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1035                          ctx, nr_events);
1036                 goto out;
1037         }
1038
1039         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1040         ret = PTR_ERR(ioctx);
1041         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1042                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1043                 if (ret)
1044                         kill_ioctx(ioctx);
1045                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1046         }
1047
1048 out:
1049         return ret;
1050 }
1051
1052 /* sys_io_destroy:
1053  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1054  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1055  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1056  *      is invalid.
1057  */
1058 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1059 {
1060         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1061         if (likely(NULL != ioctx)) {
1062                 kill_ioctx(ioctx);
1063                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1064                 return 0;
1065         }
1066         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1067         return -EINVAL;
1068 }
1069
1070 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1071 {
1072         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1073
1074         BUG_ON(ret <= 0);
1075
1076         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1077                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1078                 iov->iov_base += this;
1079                 iov->iov_len -= this;
1080                 iocb->ki_left -= this;
1081                 ret -= this;
1082                 if (iov->iov_len == 0) {
1083                         iocb->ki_cur_seg++;
1084                         iov++;
1085                 }
1086         }
1087
1088         /* the caller should not have done more io than what fit in
1089          * the remaining iovecs */
1090         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1091 }
1092
1093 typedef ssize_t (aio_rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1094                             unsigned long, loff_t);
1095
1096 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb, int rw, aio_rw_op *rw_op)
1097 {
1098         struct file *file = iocb->ki_filp;
1099         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1100         struct inode *inode = mapping->host;
1101         ssize_t ret = 0;
1102
1103         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1104         if (iocb->ki_pos < 0)
1105                 return -EINVAL;
1106
1107         if (rw == WRITE)
1108                 file_start_write(file);
1109         do {
1110                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1111                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1112                             iocb->ki_pos);
1113                 if (ret > 0)
1114                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1115
1116         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1117          * regular file. */
1118         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1119                  (rw == WRITE ||
1120                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1121         if (rw == WRITE)
1122                 file_end_write(file);
1123
1124         /* This means we must have transferred all that we could */
1125         /* No need to retry anymore */
1126         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1127                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1128
1129         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1130          * the eventual error. */
1131         if (rw == WRITE
1132             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED
1133             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1134                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1135
1136         return ret;
1137 }
1138
1139 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int rw, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1140 {
1141         ssize_t ret;
1142
1143         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1144
1145 #ifdef CONFIG_COMPAT
1146         if (compat)
1147                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(rw,
1148                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1149                                 kiocb->ki_nr_segs, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1150                                 &kiocb->ki_iovec);
1151         else
1152 #endif
1153                 ret = rw_copy_check_uvector(rw,
1154                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1155                                 kiocb->ki_nr_segs, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1156                                 &kiocb->ki_iovec);
1157         if (ret < 0)
1158                 return ret;
1159
1160         /* ki_nbytes now reflect bytes instead of segs */
1161         kiocb->ki_nbytes = ret;
1162         return 0;
1163 }
1164
1165 static ssize_t aio_setup_single_vector(int rw, struct kiocb *kiocb)
1166 {
1167         if (unlikely(!access_ok(!rw, kiocb->ki_buf, kiocb->ki_nbytes)))
1168                 return -EFAULT;
1169
1170         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1171         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1172         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_nbytes;
1173         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 /*
1178  * aio_setup_iocb:
1179  *      Performs the initial checks and aio retry method
1180  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1181  */
1182 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *req, bool compat)
1183 {
1184         struct file *file = req->ki_filp;
1185         ssize_t ret;
1186         int rw;
1187         fmode_t mode;
1188         aio_rw_op *rw_op;
1189
1190         switch (req->ki_opcode) {
1191         case IOCB_CMD_PREAD:
1192         case IOCB_CMD_PREADV:
1193                 mode    = FMODE_READ;
1194                 rw      = READ;
1195                 rw_op   = file->f_op->aio_read;
1196                 goto rw_common;
1197
1198         case IOCB_CMD_PWRITE:
1199         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1200                 mode    = FMODE_WRITE;
1201                 rw      = WRITE;
1202                 rw_op   = file->f_op->aio_write;
1203                 goto rw_common;
1204 rw_common:
1205                 if (unlikely(!(file->f_mode & mode)))
1206                         return -EBADF;
1207
1208                 if (!rw_op)
1209                         return -EINVAL;
1210
1211                 ret = (req->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1212                        req->ki_opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1213                         ? aio_setup_vectored_rw(rw, req, compat)
1214                         : aio_setup_single_vector(rw, req);
1215                 if (ret)
1216                         return ret;
1217
1218                 ret = rw_verify_area(rw, file, &req->ki_pos, req->ki_nbytes);
1219                 if (ret < 0)
1220                         return ret;
1221
1222                 req->ki_nbytes = ret;
1223                 req->ki_left = ret;
1224
1225                 ret = aio_rw_vect_retry(req, rw, rw_op);
1226                 break;
1227
1228         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1229                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1230                         return -EINVAL;
1231
1232                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 1);
1233                 break;
1234
1235         case IOCB_CMD_FSYNC:
1236                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1237                         return -EINVAL;
1238
1239                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 0);
1240                 break;
1241
1242         default:
1243                 pr_debug("EINVAL: no operation provided\n");
1244                 return -EINVAL;
1245         }
1246
1247         if (ret != -EIOCBQUEUED) {
1248                 /*
1249                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1250                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1251                  */
1252                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
1253                              ret == -ERESTARTNOHAND ||
1254                              ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
1255                         ret = -EINTR;
1256                 aio_complete(req, ret, 0);
1257         }
1258
1259         return 0;
1260 }
1261
1262 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1263                          struct iocb *iocb, bool compat)
1264 {
1265         struct kiocb *req;
1266         ssize_t ret;
1267
1268         /* enforce forwards compatibility on users */
1269         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1270                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1271                 return -EINVAL;
1272         }
1273
1274         /* prevent overflows */
1275         if (unlikely(
1276             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1277             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1278             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1279            )) {
1280                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1281                 return -EINVAL;
1282         }
1283
1284         req = aio_get_req(ctx);
1285         if (unlikely(!req))
1286                 return -EAGAIN;
1287
1288         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1289         if (unlikely(!req->ki_filp)) {
1290                 ret = -EBADF;
1291                 goto out_put_req;
1292         }
1293
1294         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1295                 /*
1296                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1297                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1298                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1299                  * event using the eventfd_signal() function.
1300                  */
1301                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1302                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1303                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1304                         req->ki_eventfd = NULL;
1305                         goto out_put_req;
1306                 }
1307         }
1308
1309         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1310         if (unlikely(ret)) {
1311                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1312                 goto out_put_req;
1313         }
1314
1315         req->ki_obj.user = user_iocb;
1316         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1317         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1318
1319         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1320         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1321         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1322
1323         ret = aio_run_iocb(req, compat);
1324         if (ret)
1325                 goto out_put_req;
1326
1327         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1328         return 0;
1329 out_put_req:
1330         put_reqs_available(ctx, 1);
1331         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1332         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1333         return ret;
1334 }
1335
1336 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1337                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1338 {
1339         struct kioctx *ctx;
1340         long ret = 0;
1341         int i = 0;
1342         struct blk_plug plug;
1343
1344         if (unlikely(nr < 0))
1345                 return -EINVAL;
1346
1347         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1348                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1349
1350         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1351                 return -EFAULT;
1352
1353         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1354         if (unlikely(!ctx)) {
1355                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1356                 return -EINVAL;
1357         }
1358
1359         blk_start_plug(&plug);
1360
1361         /*
1362          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1363          * successfully submitted?
1364          */
1365         for (i=0; i<nr; i++) {
1366                 struct iocb __user *user_iocb;
1367                 struct iocb tmp;
1368
1369                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1370                         ret = -EFAULT;
1371                         break;
1372                 }
1373
1374                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1375                         ret = -EFAULT;
1376                         break;
1377                 }
1378
1379                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1380                 if (ret)
1381                         break;
1382         }
1383         blk_finish_plug(&plug);
1384
1385         percpu_ref_put(&ctx->users);
1386         return i ? i : ret;
1387 }
1388
1389 /* sys_io_submit:
1390  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1391  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1392  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1393  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1394  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1395  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1396  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1397  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1398  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1399  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1400  */
1401 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1402                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1403 {
1404         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1405 }
1406
1407 /* lookup_kiocb
1408  *      Finds a given iocb for cancellation.
1409  */
1410 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1411                                   u32 key)
1412 {
1413         struct list_head *pos;
1414
1415         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1416
1417         if (key != KIOCB_KEY)
1418                 return NULL;
1419
1420         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1421         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1422                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1423                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb)
1424                         return kiocb;
1425         }
1426         return NULL;
1427 }
1428
1429 /* sys_io_cancel:
1430  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1431  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1432  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1433  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1434  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1435  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1436  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1437  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1438  */
1439 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1440                 struct io_event __user *, result)
1441 {
1442         struct io_event res;
1443         struct kioctx *ctx;
1444         struct kiocb *kiocb;
1445         u32 key;
1446         int ret;
1447
1448         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1449         if (unlikely(ret))
1450                 return -EFAULT;
1451
1452         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1453         if (unlikely(!ctx))
1454                 return -EINVAL;
1455
1456         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1457
1458         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1459         if (kiocb)
1460                 ret = kiocb_cancel(ctx, kiocb, &res);
1461         else
1462                 ret = -EINVAL;
1463
1464         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1465
1466         if (!ret) {
1467                 /* Cancellation succeeded -- copy the result
1468                  * into the user's buffer.
1469                  */
1470                 if (copy_to_user(result, &res, sizeof(res)))
1471                         ret = -EFAULT;
1472         }
1473
1474         percpu_ref_put(&ctx->users);
1475
1476         return ret;
1477 }
1478
1479 /* io_getevents:
1480  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1481  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1482  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1483  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1484  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1485  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1486  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1487  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1488  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1489  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1490  */
1491 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1492                 long, min_nr,
1493                 long, nr,
1494                 struct io_event __user *, events,
1495                 struct timespec __user *, timeout)
1496 {
1497         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1498         long ret = -EINVAL;
1499
1500         if (likely(ioctx)) {
1501                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1502                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1503                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1504         }
1505         return ret;
1506 }