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 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/init.h>
  13 #include <linux/errno.h>
  14 #include <linux/time.h>
  15 #include <linux/aio_abi.h>
  16 #include <linux/export.h>
  17 #include <linux/syscalls.h>
  18 #include <linux/backing-dev.h>
  19 #include <linux/uio.h>
  20
  21 #define DEBUG 0
  22
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/file.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mmu_context.h>
  29 #include <linux/slab.h>
  30 #include <linux/timer.h>
  31 #include <linux/aio.h>
  32 #include <linux/highmem.h>
  33 #include <linux/workqueue.h>
  34 #include <linux/security.h>
  35 #include <linux/eventfd.h>
  36 #include <linux/blkdev.h>
  37 #include <linux/compat.h>
  38
  39 #include <asm/kmap_types.h>
  40 #include <asm/uaccess.h>
  41
  42 #if DEBUG > 1
  43 #define dprintk         printk
  44 #else
  45 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
  46 #endif
  47
  48 /*------ sysctl variables----*/
  49 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
  50 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
  51 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
  52 /*----end sysctl variables---*/
  53
  54 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
  55 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
  56
  57 static struct workqueue_struct *aio_wq;
  58
  59 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
  60 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
  61
  62 /* aio_setup
  63  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
  64  *      failure as this is done early during the boot sequence.
  65  */
  66 static int __init aio_setup(void)
  67 {
  68         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  69         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
  70
  71         aio_wq = alloc_workqueue("aio", 0, 1);  /* used to limit concurrency */
  72         BUG_ON(!aio_wq);
  73
  74         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
  75
  76         return 0;
  77 }
  78 __initcall(aio_setup);
  79
  80 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
  81 {
  82         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
  83         long i;
  84
  85         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
  86                 put_page(info->ring_pages[i]);
  87
  88         if (info->mmap_size) {
  89                 BUG_ON(ctx->mm != current->mm);
  90                 vm_munmap(info->mmap_base, info->mmap_size);
  91         }
  92
  93         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
  94                 kfree(info->ring_pages);
  95         info->ring_pages = NULL;
  96         info->nr = 0;
  97 }
  98
  99 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 100 {
 101         struct aio_ring *ring;
 102         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
 103         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 104         unsigned long size;
 105         int nr_pages;
 106         bool populate;
 107
 108         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 109         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 110
 111         size = sizeof(struct aio_ring);
 112         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 113         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
 114
 115         if (nr_pages < 0)
 116                 return -EINVAL;
 117
 118         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
 119
 120         info->nr = 0;
 121         info->ring_pages = info->internal_pages;
 122         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 123                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
 124                 if (!info->ring_pages)
 125                         return -ENOMEM;
 126         }
 127
 128         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 129         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
 130         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 131         info->mmap_base = do_mmap_pgoff(NULL, 0, info->mmap_size,
 132                                         PROT_READ|PROT_WRITE,
 133                                         MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE, 0,
 134                                         &populate);
 135         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
 136                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 137                 info->mmap_size = 0;
 138                 aio_free_ring(ctx);
 139                 return -EAGAIN;
 140         }
 141
 142         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
 143         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
 144                                         info->mmap_base, nr_pages,
 145                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
 146         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
 147
 148         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
 149                 aio_free_ring(ctx);
 150                 return -EAGAIN;
 151         }
 152         if (populate)
 153                 mm_populate(info->mmap_base, info->mmap_size);
 154
 155         ctx->user_id = info->mmap_base;
 156
 157         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
 158
 159         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
 160         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 161         ring->id = ctx->user_id;
 162         ring->head = ring->tail = 0;
 163         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 164         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 165         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 166         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 167         kunmap_atomic(ring);
 168
 169         return 0;
 170 }
 171
 172
 173 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
 174  * kmap_atomic().  Release the pointer with put_aio_ring_event();
 175  */
 176 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 177 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 178 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 179
 180 #define aio_ring_event(info, nr) ({                                     \
 181         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
 182         struct io_event *__event;                                       \
 183         __event = kmap_atomic(                                          \
 184                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]); \
 185         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
 186         __event;                                                        \
 187 })
 188
 189 #define put_aio_ring_event(event) do {          \
 190         struct io_event *__event = (event);     \
 191         (void)__event;                          \
 192         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK)); \
 193 } while(0)
 194
 195 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
 196 {
 197         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
 198         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 199 }
 200
 201 /* __put_ioctx
 202  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
 203  *      and the struct needs to be freed.
 204  */
 205 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
 206 {
 207         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 208         BUG_ON(ctx->reqs_active);
 209
 210         cancel_delayed_work_sync(&ctx->wq);
 211         aio_free_ring(ctx);
 212         mmdrop(ctx->mm);
 213         ctx->mm = NULL;
 214         if (nr_events) {
 215                 spin_lock(&aio_nr_lock);
 216                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
 217                 aio_nr -= nr_events;
 218                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 219         }
 220         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
 221         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
 222 }
 223
 224 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
 225 {
 226         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
 227 }
 228
 229 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
 230 {
 231         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
 232         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
 233                 __put_ioctx(kioctx);
 234 }
 235
 236 /* ioctx_alloc
 237  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 238  */
 239 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 240 {
 241         struct mm_struct *mm;
 242         struct kioctx *ctx;
 243         int err = -ENOMEM;
 244
 245         /* Prevent overflows */
 246         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 247             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 248                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 249                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 250         }
 251
 252         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
 253                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 254
 255         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 256         if (!ctx)
 257                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 258
 259         ctx->max_reqs = nr_events;
 260         mm = ctx->mm = current->mm;
 261         atomic_inc(&mm->mm_count);
 262
 263         atomic_set(&ctx->users, 2);
 264         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 265         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
 266         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 267
 268         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 269         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
 270         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
 271
 272         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 273                 goto out_freectx;
 274
 275         /* limit the number of system wide aios */
 276         spin_lock(&aio_nr_lock);
 277         if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
 278             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 279                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 280                 goto out_cleanup;
 281         }
 282         aio_nr += ctx->max_reqs;
 283         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 284
 285         /* now link into global list. */
 286         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 287         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
 288         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 289
 290         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 291                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
 292         return ctx;
 293
 294 out_cleanup:
 295         err = -EAGAIN;
 296         aio_free_ring(ctx);
 297 out_freectx:
 298         mmdrop(mm);
 299         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 300         dprintk("aio: error allocating ioctx %d\n", err);
 301         return ERR_PTR(err);
 302 }
 303
 304 /* kill_ctx
 305  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 306  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 307  *      the rapid destruction of the kioctx.
 308  */
 309 static void kill_ctx(struct kioctx *ctx)
 310 {
 311         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
 312         struct task_struct *tsk = current;
 313         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
 314         struct io_event res;
 315
 316         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 317         ctx->dead = 1;
 318         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 319                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
 320                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
 321                 list_del_init(&iocb->ki_list);
 322                 cancel = iocb->ki_cancel;
 323                 kiocbSetCancelled(iocb);
 324                 if (cancel) {
 325                         iocb->ki_users++;
 326                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 327                         cancel(iocb, &res);
 328                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 329                 }
 330         }
 331
 332         if (!ctx->reqs_active)
 333                 goto out;
 334
 335         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 336         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 337         while (ctx->reqs_active) {
 338                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 339                 io_schedule();
 340                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 341                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 342         }
 343         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
 344         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
 345
 346 out:
 347         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 348 }
 349
 350 /* wait_on_sync_kiocb:
 351  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 352  */
 353 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
 354 {
 355         while (iocb->ki_users) {
 356                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 357                 if (!iocb->ki_users)
 358                         break;
 359                 io_schedule();
 360         }
 361         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 362         return iocb->ki_user_data;
 363 }
 364 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 365
 366 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point,
 367  * there is no way for any new requests to be submited or any of the
 368  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be
 369  * outstanding requests which hold references to the context; as they
 370  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
 371  * associated with the request (held via struct page * references).
 372  */
 373 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 374 {
 375         struct kioctx *ctx;
 376
 377         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
 378                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
 379                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
 380
 381                 kill_ctx(ctx);
 382
 383                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
 384                         printk(KERN_DEBUG
 385                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
 386                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
 387                                 ctx->reqs_active);
 388                 /*
 389                  * We don't need to bother with munmap() here -
 390                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 391                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 392                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 393                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 394                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 395                  * That way we get all munmap done to current->mm -
 396                  * all other callers have ctx->mm == current->mm.
 397                  */
 398                 ctx->ring_info.mmap_size = 0;
 399                 put_ioctx(ctx);
 400         }
 401 }
 402
 403 /* aio_get_req
 404  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
 405  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
 406  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
 407  *
 408  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
 409  * an extra reference while submitting the i/o.
 410  * This prevents races between the aio code path referencing the
 411  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
 412  */
 413 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 414 {
 415         struct kiocb *req = NULL;
 416
 417         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
 418         if (unlikely(!req))
 419                 return NULL;
 420
 421         req->ki_flags = 0;
 422         req->ki_users = 2;
 423         req->ki_key = 0;
 424         req->ki_ctx = ctx;
 425         req->ki_cancel = NULL;
 426         req->ki_retry = NULL;
 427         req->ki_dtor = NULL;
 428         req->private = NULL;
 429         req->ki_iovec = NULL;
 430         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
 431         req->ki_eventfd = NULL;
 432
 433         return req;
 434 }
 435
 436 /*
 437  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
 438  * times the ctx lock is acquired and released.
 439  */
 440 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
 441 struct kiocb_batch {
 442         struct list_head head;
 443         long count; /* number of requests left to allocate */
 444 };
 445
 446 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
 447 {
 448         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
 449         batch->count = total;
 450 }
 451
 452 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
 453 {
 454         struct kiocb *req, *n;
 455
 456         if (list_empty(&batch->head))
 457                 return;
 458
 459         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 460         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
 461                 list_del(&req->ki_batch);
 462                 list_del(&req->ki_list);
 463                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 464                 ctx->reqs_active--;
 465         }
 466         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 467                 wake_up_all(&ctx->wait);
 468         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 469 }
 470
 471 /*
 472  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
 473  * context lock a lot during setup.
 474  */
 475 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
 476 {
 477         unsigned short allocated, to_alloc;
 478         long avail;
 479         struct kiocb *req, *n;
 480         struct aio_ring *ring;
 481
 482         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
 483         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
 484                 req = __aio_get_req(ctx);
 485                 if (!req)
 486                         /* allocation failed, go with what we've got */
 487                         break;
 488                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
 489         }
 490
 491         if (allocated == 0)
 492                 goto out;
 493
 494         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 495         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
 496
 497         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
 498         BUG_ON(avail < 0);
 499         if (avail < allocated) {
 500                 /* Trim back the number of requests. */
 501                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
 502                         list_del(&req->ki_batch);
 503                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 504                         if (--allocated <= avail)
 505                                 break;
 506                 }
 507         }
 508
 509         batch->count -= allocated;
 510         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
 511                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 512                 ctx->reqs_active++;
 513         }
 514
 515         kunmap_atomic(ring);
 516         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 517
 518 out:
 519         return allocated;
 520 }
 521
 522 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
 523                                         struct kiocb_batch *batch)
 524 {
 525         struct kiocb *req;
 526
 527         if (list_empty(&batch->head))
 528                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
 529                         return NULL;
 530         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
 531         list_del(&req->ki_batch);
 532         return req;
 533 }
 534
 535 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 536 {
 537         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 538
 539         if (req->ki_eventfd != NULL)
 540                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 541         if (req->ki_dtor)
 542                 req->ki_dtor(req);
 543         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
 544                 kfree(req->ki_iovec);
 545         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 546         ctx->reqs_active--;
 547
 548         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
 549                 wake_up_all(&ctx->wait);
 550 }
 551
 552 /* __aio_put_req
 553  *      Returns true if this put was the last user of the request.
 554  */
 555 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
 556 {
 557         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
 558                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
 559
 560         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 561
 562         req->ki_users--;
 563         BUG_ON(req->ki_users < 0);
 564         if (likely(req->ki_users))
 565                 return 0;
 566         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
 567         req->ki_cancel = NULL;
 568         req->ki_retry = NULL;
 569
 570         fput(req->ki_filp);
 571         req->ki_filp = NULL;
 572         really_put_req(ctx, req);
 573         return 1;
 574 }
 575
 576 /* aio_put_req
 577  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
 578  *      false if the request is still in use.
 579  */
 580 int aio_put_req(struct kiocb *req)
 581 {
 582         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 583         int ret;
 584         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 585         ret = __aio_put_req(ctx, req);
 586         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 587         return ret;
 588 }
 589 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
 590
 591 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 592 {
 593         struct mm_struct *mm = current->mm;
 594         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 595         struct hlist_node *n;
 596
 597         rcu_read_lock();
 598
 599         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
 600                 /*
 601                  * RCU protects us against accessing freed memory but
 602                  * we have to be careful not to get a reference when the
 603                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
 604                  * is unreliable because of races).
 605                  */
 606                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
 607                         ret = ctx;
 608                         break;
 609                 }
 610         }
 611
 612         rcu_read_unlock();
 613         return ret;
 614 }
 615
 616 /*
 617  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
 618  * has already been marked as kicked, and places it on
 619  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
 620  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
 621  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
 622  * queue to process it), or 0, if it found that it was
 623  * already queued.
 624  */
 625 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 626 {
 627         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
 628
 629         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 630
 631         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
 632                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
 633                         &ctx->run_list);
 634                 return 1;
 635         }
 636         return 0;
 637 }
 638
 639 /* aio_run_iocb
 640  *      This is the core aio execution routine. It is
 641  *      invoked both for initial i/o submission and
 642  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
 643  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
 644  *      already held. The lock is released and reacquired
 645  *      as needed during processing.
 646  *
 647  * Calls the iocb retry method (already setup for the
 648  * iocb on initial submission) for operation specific
 649  * handling, but takes care of most of common retry
 650  * execution details for a given iocb. The retry method
 651  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
 652  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
 653  * retry kernel thread.
 654  *
 655  * The trickier parts in this code have to do with
 656  * ensuring that only one retry instance is in progress
 657  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
 658  * simplifies the coding of individual aio operations as
 659  * it avoids various potential races.
 660  */
 661 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
 662 {
 663         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 664         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
 665         ssize_t ret;
 666
 667         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
 668                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
 669                 return 0;
 670         }
 671
 672         /*
 673          * We don't want the next retry iteration for this
 674          * operation to start until this one has returned and
 675          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
 676          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
 677          * meantime, indicating that data is available for the next
 678          * iteration. We want to remember that and enable the
 679          * next retry iteration _after_ we are through with
 680          * this one.
 681          *
 682          * So, in order to be able to register a "kick", but
 683          * prevent it from being queued now, we clear the kick
 684          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
 685          * still on the run list until we are actually done.
 686          * When we are done with this iteration, we check if
 687          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
 688          * it up afresh.
 689          */
 690
 691         kiocbClearKicked(iocb);
 692
 693         /*
 694          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
 695          * pull the iocb off the run list (We can't just call
 696          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
 697          * queue this on the run list yet)
 698          */
 699         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
 700         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 701
 702         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
 703         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
 704                 ret = -EINTR;
 705                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 706                 /* must not access the iocb after this */
 707                 goto out;
 708         }
 709
 710         /*
 711          * Now we are all set to call the retry method in async
 712          * context.
 713          */
 714         ret = retry(iocb);
 715
 716         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
 717                 /*
 718                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
 719                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
 720                  */
 721                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
 722                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
 723                         ret = -EINTR;
 724                 aio_complete(iocb, ret, 0);
 725         }
 726 out:
 727         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 728
 729         if (-EIOCBRETRY == ret) {
 730                 /*
 731                  * OK, now that we are done with this iteration
 732                  * and know that there is more left to go,
 733                  * this is where we let go so that a subsequent
 734                  * "kick" can start the next iteration
 735                  */
 736
 737                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
 738                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
 739                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
 740                  * has already been kicked */
 741                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
 742                         __queue_kicked_iocb(iocb);
 743
 744                         /*
 745                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
 746                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
 747                          * be safe to unconditionally queue the context into the
 748                          * work queue.
 749                          */
 750                         aio_queue_work(ctx);
 751                 }
 752         }
 753         return ret;
 754 }
 755
 756 /*
 757  * __aio_run_iocbs:
 758  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 759  *      run list.
 760  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
 761  * context.
 762  */
 763 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
 764 {
 765         struct kiocb *iocb;
 766         struct list_head run_list;
 767
 768         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
 769
 770         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
 771         while (!list_empty(&run_list)) {
 772                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
 773                         ki_run_list);
 774                 list_del(&iocb->ki_run_list);
 775                 /*
 776                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
 777                  */
 778                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
 779                 aio_run_iocb(iocb);
 780                 __aio_put_req(ctx, iocb);
 781         }
 782         if (!list_empty(&ctx->run_list))
 783                 return 1;
 784         return 0;
 785 }
 786
 787 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
 788 {
 789         unsigned long timeout;
 790         /*
 791          * if someone is waiting, get the work started right
 792          * away, otherwise, use a longer delay
 793          */
 794         smp_mb();
 795         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 796                 timeout = 1;
 797         else
 798                 timeout = HZ/10;
 799         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
 800 }
 801
 802 /*
 803  * aio_run_all_iocbs:
 804  *      Process all pending retries queued on the ioctx
 805  *      run list, and keep running them until the list
 806  *      stays empty.
 807  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
 808  */
 809 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
 810 {
 811         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 812         while (__aio_run_iocbs(ctx))
 813                 ;
 814         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 815 }
 816
 817 /*
 818  * aio_kick_handler:
 819  *      Work queue handler triggered to process pending
 820  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
 821  *      mm context before running the iocbs, so that
 822  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
 823  *      space.
 824  * Run on aiod's context.
 825  */
 826 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
 827 {
 828         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
 829         mm_segment_t oldfs = get_fs();
 830         struct mm_struct *mm;
 831         int requeue;
 832
 833         set_fs(USER_DS);
 834         use_mm(ctx->mm);
 835         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 836         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
 837         mm = ctx->mm;
 838         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 839         unuse_mm(mm);
 840         set_fs(oldfs);
 841         /*
 842          * we're in a worker thread already; no point using non-zero delay
 843          */
 844         if (requeue)
 845                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
 846 }
 847
 848
 849 /*
 850  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
 851  * and if required activate the aio work queue to process
 852  * it
 853  */
 854 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
 855 {
 856         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 857         unsigned long flags;
 858         int run = 0;
 859
 860         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 861         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
 862          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
 863         if (!kiocbTryKick(iocb))
 864                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
 865         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 866         if (run)
 867                 aio_queue_work(ctx);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * kick_iocb:
 872  *      Called typically from a wait queue callback context
 873  *      to trigger a retry of the iocb.
 874  *      The retry is usually executed by aio workqueue
 875  *      threads (See aio_kick_handler).
 876  */
 877 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
 878 {
 879         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a
 880          * single context. */
 881         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 882                 kiocbSetKicked(iocb);
 883                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 884                 return;
 885         }
 886
 887         try_queue_kicked_iocb(iocb);
 888 }
 889 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
 890
 891 /* aio_complete
 892  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 893  *      Returns true if this is the last user of the request.  The
 894  *      only other user of the request can be the cancellation code.
 895  */
 896 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 897 {
 898         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 899         struct aio_ring_info    *info;
 900         struct aio_ring *ring;
 901         struct io_event *event;
 902         unsigned long   flags;
 903         unsigned long   tail;
 904         int             ret;
 905
 906         /*
 907          * Special case handling for sync iocbs:
 908          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 909          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 910          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 911          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 912          */
 913         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 914                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
 915                 iocb->ki_user_data = res;
 916                 iocb->ki_users = 0;
 917                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 918                 return 1;
 919         }
 920
 921         info = &ctx->ring_info;
 922
 923         /* add a completion event to the ring buffer.
 924          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
 925          * other code from messing with the tail
 926          * pointer since we might be called from irq
 927          * context.
 928          */
 929         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 930
 931         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
 932                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
 933
 934         /*
 935          * cancelled requests don't get events, userland was given one
 936          * when the event got cancelled.
 937          */
 938         if (kiocbIsCancelled(iocb))
 939                 goto put_rq;
 940
 941         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
 942
 943         tail = info->tail;
 944         event = aio_ring_event(info, tail);
 945         if (++tail >= info->nr)
 946                 tail = 0;
 947
 948         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 949         event->data = iocb->ki_user_data;
 950         event->res = res;
 951         event->res2 = res2;
 952
 953         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 954                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 955                 res, res2);
 956
 957         /* after flagging the request as done, we
 958          * must never even look at it again
 959          */
 960         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 961
 962         info->tail = tail;
 963         ring->tail = tail;
 964
 965         put_aio_ring_event(event);
 966         kunmap_atomic(ring);
 967
 968         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
 969
 970         /*
 971          * Check if the user asked us to deliver the result through an
 972          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
 973          * from IRQ context.
 974          */
 975         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
 976                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
 977
 978 put_rq:
 979         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
 980         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
 981
 982         /*
 983          * We have to order our ring_info tail store above and test
 984          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
 985          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
 986          * ordered with the unlocked test.
 987          */
 988         smp_mb();
 989
 990         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 991                 wake_up(&ctx->wait);
 992
 993         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 994         return ret;
 995 }
 996 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
 997
 998 /* aio_read_evt
 999  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1000  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1001  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1002  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1003  */
1004 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1005 {
1006         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1007         struct aio_ring *ring;
1008         unsigned long head;
1009         int ret = 0;
1010
1011         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1012         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1013                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1014                  (unsigned long)ring->nr);
1015
1016         if (ring->head == ring->tail)
1017                 goto out;
1018
1019         spin_lock(&info->ring_lock);
1020
1021         head = ring->head % info->nr;
1022         if (head != ring->tail) {
1023                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head);
1024                 *ent = *evp;
1025                 head = (head + 1) % info->nr;
1026                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1027                 ring->head = head;
1028                 ret = 1;
1029                 put_aio_ring_event(evp);
1030         }
1031         spin_unlock(&info->ring_lock);
1032
1033 out:
1034         kunmap_atomic(ring);
1035         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1036                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1037         return ret;
1038 }
1039
1040 struct aio_timeout {
1041         struct timer_list       timer;
1042         int                     timed_out;
1043         struct task_struct      *p;
1044 };
1045
1046 static void timeout_func(unsigned long data)
1047 {
1048         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1049
1050         to->timed_out = 1;
1051         wake_up_process(to->p);
1052 }
1053
1054 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1055 {
1056         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1057         to->timed_out = 0;
1058         to->p = current;
1059 }
1060
1061 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1062                                const struct timespec *ts)
1063 {
1064         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1065         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1066                 add_timer(&to->timer);
1067         else
1068                 to->timed_out = 1;
1069 }
1070
1071 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1072 {
1073         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1074 }
1075
1076 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1077                         long min_nr, long nr,
1078                         struct io_event __user *event,
1079                         struct timespec __user *timeout)
1080 {
1081         long                    start_jiffies = jiffies;
1082         struct task_struct      *tsk = current;
1083         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1084         int                     ret;
1085         int                     i = 0;
1086         struct io_event         ent;
1087         struct aio_timeout      to;
1088         int                     retry = 0;
1089
1090         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be
1091          * any, but C is fun!
1092          */
1093         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1094 retry:
1095         ret = 0;
1096         while (likely(i < nr)) {
1097                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1098                 if (unlikely(ret <= 0))
1099                         break;
1100
1101                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1102                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1103
1104                 /* Could we split the check in two? */
1105                 ret = -EFAULT;
1106                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1107                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1108                         break;
1109                 }
1110                 ret = 0;
1111
1112                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1113                 event ++;
1114                 i ++;
1115         }
1116
1117         if (min_nr <= i)
1118                 return i;
1119         if (ret)
1120                 return ret;
1121
1122         /* End fast path */
1123
1124         /* racey check, but it gets redone */
1125         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1126                 retry = 1;
1127                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1128                 goto retry;
1129         }
1130
1131         init_timeout(&to);
1132         if (timeout) {
1133                 struct timespec ts;
1134                 ret = -EFAULT;
1135                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1136                         goto out;
1137
1138                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1139         }
1140
1141         while (likely(i < nr)) {
1142                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1143                 do {
1144                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1145                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1146                         if (ret)
1147                                 break;
1148                         if (min_nr <= i)
1149                                 break;
1150                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1151                                 ret = -EINVAL;
1152                                 break;
1153                         }
1154                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1155                                 break;
1156                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1157                          *  in flight */
1158                         if (ctx->reqs_active)
1159                                 io_schedule();
1160                         else
1161                                 schedule();
1162                         if (signal_pending(tsk)) {
1163                                 ret = -EINTR;
1164                                 break;
1165                         }
1166                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1167                 } while (1) ;
1168
1169                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1170                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1171
1172                 if (unlikely(ret <= 0))
1173                         break;
1174
1175                 ret = -EFAULT;
1176                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1177                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1178                         break;
1179                 }
1180
1181                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1182                 event ++;
1183                 i ++;
1184         }
1185
1186         if (timeout)
1187                 clear_timeout(&to);
1188 out:
1189         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1190         return i ? i : ret;
1191 }
1192
1193 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects
1194  * against races with itself via ->dead.
1195  */
1196 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1197 {
1198         struct mm_struct *mm = current->mm;
1199         int was_dead;
1200
1201         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1202         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1203         was_dead = ioctx->dead;
1204         ioctx->dead = 1;
1205         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1206         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1207
1208         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1209         if (likely(!was_dead))
1210                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1211
1212         kill_ctx(ioctx);
1213
1214         /*
1215          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1216          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1217          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1218          */
1219         wake_up_all(&ioctx->wait);
1220 }
1221
1222 /* sys_io_setup:
1223  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1224  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1225  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1226  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1227  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1228  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1229  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1230  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1231  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1232  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1233  *      implemented.
1234  */
1235 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1236 {
1237         struct kioctx *ioctx = NULL;
1238         unsigned long ctx;
1239         long ret;
1240
1241         ret = get_user(ctx, ctxp);
1242         if (unlikely(ret))
1243                 goto out;
1244
1245         ret = -EINVAL;
1246         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1247                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1248                          ctx, nr_events);
1249                 goto out;
1250         }
1251
1252         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1253         ret = PTR_ERR(ioctx);
1254         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1255                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1256                 if (ret)
1257                         io_destroy(ioctx);
1258                 put_ioctx(ioctx);
1259         }
1260
1261 out:
1262         return ret;
1263 }
1264
1265 /* sys_io_destroy:
1266  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1267  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1268  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1269  *      is invalid.
1270  */
1271 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1272 {
1273         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1274         if (likely(NULL != ioctx)) {
1275                 io_destroy(ioctx);
1276                 put_ioctx(ioctx);
1277                 return 0;
1278         }
1279         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1280         return -EINVAL;
1281 }
1282
1283 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1284 {
1285         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1286
1287         BUG_ON(ret <= 0);
1288
1289         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1290                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1291                 iov->iov_base += this;
1292                 iov->iov_len -= this;
1293                 iocb->ki_left -= this;
1294                 ret -= this;
1295                 if (iov->iov_len == 0) {
1296                         iocb->ki_cur_seg++;
1297                         iov++;
1298                 }
1299         }
1300
1301         /* the caller should not have done more io than what fit in
1302          * the remaining iovecs */
1303         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1304 }
1305
1306 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1307 {
1308         struct file *file = iocb->ki_filp;
1309         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1310         struct inode *inode = mapping->host;
1311         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1312                          unsigned long, loff_t);
1313         ssize_t ret = 0;
1314         unsigned short opcode;
1315
1316         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1317                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1318                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1319                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1320         } else {
1321                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1322                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1323         }
1324
1325         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1326         if (iocb->ki_pos < 0)
1327                 return -EINVAL;
1328
1329         do {
1330                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1331                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1332                             iocb->ki_pos);
1333                 if (ret > 0)
1334                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1335
1336         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1337          * regular file. */
1338         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1339                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1340                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1341
1342         /* This means we must have transferred all that we could */
1343         /* No need to retry anymore */
1344         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1345                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1346
1347         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1348          * the eventual error. */
1349         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1350             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1351             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1352                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1353
1354         return ret;
1355 }
1356
1357 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1358 {
1359         struct file *file = iocb->ki_filp;
1360         ssize_t ret = -EINVAL;
1361
1362         if (file->f_op->aio_fsync)
1363                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1364         return ret;
1365 }
1366
1367 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1368 {
1369         struct file *file = iocb->ki_filp;
1370         ssize_t ret = -EINVAL;
1371
1372         if (file->f_op->aio_fsync)
1373                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1374         return ret;
1375 }
1376
1377 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1378 {
1379         ssize_t ret;
1380
1381 #ifdef CONFIG_COMPAT
1382         if (compat)
1383                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1384                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1385                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1386                                 &kiocb->ki_iovec);
1387         else
1388 #endif
1389                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1390                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1391                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1392                                 &kiocb->ki_iovec);
1393         if (ret < 0)
1394                 goto out;
1395
1396         ret = rw_verify_area(type, kiocb->ki_filp, &kiocb->ki_pos, ret);
1397         if (ret < 0)
1398                 goto out;
1399
1400         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1401         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1402         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1403         kiocb->ki_nbytes = ret;
1404         kiocb->ki_left = ret;
1405
1406         ret = 0;
1407 out:
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 static ssize_t aio_setup_single_vector(int type, struct file * file, struct kiocb *kiocb)
1412 {
1413         int bytes;
1414
1415         bytes = rw_verify_area(type, file, &kiocb->ki_pos, kiocb->ki_left);
1416         if (bytes < 0)
1417                 return bytes;
1418
1419         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1420         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1421         kiocb->ki_iovec->iov_len = bytes;
1422         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1423         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1424         return 0;
1425 }
1426
1427 /*
1428  * aio_setup_iocb:
1429  *      Performs the initial checks and aio retry method
1430  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1431  */
1432 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1433 {
1434         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1435         ssize_t ret = 0;
1436
1437         switch (kiocb->ki_opcode) {
1438         case IOCB_CMD_PREAD:
1439                 ret = -EBADF;
1440                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1441                         break;
1442                 ret = -EFAULT;
1443                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1444                         kiocb->ki_left)))
1445                         break;
1446                 ret = aio_setup_single_vector(READ, file, kiocb);
1447                 if (ret)
1448                         break;
1449                 ret = -EINVAL;
1450                 if (file->f_op->aio_read)
1451                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1452                 break;
1453         case IOCB_CMD_PWRITE:
1454                 ret = -EBADF;
1455                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1456                         break;
1457                 ret = -EFAULT;
1458                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1459                         kiocb->ki_left)))
1460                         break;
1461                 ret = aio_setup_single_vector(WRITE, file, kiocb);
1462                 if (ret)
1463                         break;
1464                 ret = -EINVAL;
1465                 if (file->f_op->aio_write)
1466                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1467                 break;
1468         case IOCB_CMD_PREADV:
1469                 ret = -EBADF;
1470                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1471                         break;
1472                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1473                 if (ret)
1474                         break;
1475                 ret = -EINVAL;
1476                 if (file->f_op->aio_read)
1477                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1478                 break;
1479         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1480                 ret = -EBADF;
1481                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1482                         break;
1483                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1484                 if (ret)
1485                         break;
1486                 ret = -EINVAL;
1487                 if (file->f_op->aio_write)
1488                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1489                 break;
1490         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1491                 ret = -EINVAL;
1492                 if (file->f_op->aio_fsync)
1493                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1494                 break;
1495         case IOCB_CMD_FSYNC:
1496                 ret = -EINVAL;
1497                 if (file->f_op->aio_fsync)
1498                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1499                 break;
1500         default:
1501                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1502                 ret = -EINVAL;
1503         }
1504
1505         if (!kiocb->ki_retry)
1506                 return ret;
1507
1508         return 0;
1509 }
1510
1511 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1512                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1513                          bool compat)
1514 {
1515         struct kiocb *req;
1516         struct file *file;
1517         ssize_t ret;
1518
1519         /* enforce forwards compatibility on users */
1520         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1521                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1522                 return -EINVAL;
1523         }
1524
1525         /* prevent overflows */
1526         if (unlikely(
1527             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1528             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1529             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1530            )) {
1531                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1532                 return -EINVAL;
1533         }
1534
1535         file = fget(iocb->aio_fildes);
1536         if (unlikely(!file))
1537                 return -EBADF;
1538
1539         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1540         if (unlikely(!req)) {
1541                 fput(file);
1542                 return -EAGAIN;
1543         }
1544         req->ki_filp = file;
1545         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1546                 /*
1547                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1548                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1549                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1550                  * event using the eventfd_signal() function.
1551                  */
1552                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1553                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1554                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1555                         req->ki_eventfd = NULL;
1556                         goto out_put_req;
1557                 }
1558         }
1559
1560         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1561         if (unlikely(ret)) {
1562                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1563                 goto out_put_req;
1564         }
1565
1566         req->ki_obj.user = user_iocb;
1567         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1568         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1569
1570         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1571         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1572         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1573
1574         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1575
1576         if (ret)
1577                 goto out_put_req;
1578
1579         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1580         /*
1581          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1582          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1583          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1584          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1585          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1586          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1587          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1588          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1589          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1590          * finish.
1591          */
1592         if (ctx->dead) {
1593                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1594                 ret = -EINVAL;
1595                 goto out_put_req;
1596         }
1597         aio_run_iocb(req);
1598         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1599                 /* drain the run list */
1600                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1601                         ;
1602         }
1603         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1604
1605         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1606         return 0;
1607
1608 out_put_req:
1609         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1610         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1611         return ret;
1612 }
1613
1614 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1615                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1616 {
1617         struct kioctx *ctx;
1618         long ret = 0;
1619         int i = 0;
1620         struct blk_plug plug;
1621         struct kiocb_batch batch;
1622
1623         if (unlikely(nr < 0))
1624                 return -EINVAL;
1625
1626         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1627                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1628
1629         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1630                 return -EFAULT;
1631
1632         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1633         if (unlikely(!ctx)) {
1634                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1635                 return -EINVAL;
1636         }
1637
1638         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1639
1640         blk_start_plug(&plug);
1641
1642         /*
1643          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1644          * successfully submitted?
1645          */
1646         for (i=0; i<nr; i++) {
1647                 struct iocb __user *user_iocb;
1648                 struct iocb tmp;
1649
1650                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1651                         ret = -EFAULT;
1652                         break;
1653                 }
1654
1655                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1656                         ret = -EFAULT;
1657                         break;
1658                 }
1659
1660                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1661                 if (ret)
1662                         break;
1663         }
1664         blk_finish_plug(&plug);
1665
1666         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1667         put_ioctx(ctx);
1668         return i ? i : ret;
1669 }
1670
1671 /* sys_io_submit:
1672  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1673  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1674  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1675  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1676  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1677  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1678  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1679  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1680  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1681  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1682  */
1683 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1684                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1685 {
1686         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1687 }
1688
1689 /* lookup_kiocb
1690  *      Finds a given iocb for cancellation.
1691  */
1692 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1693                                   u32 key)
1694 {
1695         struct list_head *pos;
1696
1697         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1698
1699         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1700         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1701                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1702                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1703                         return kiocb;
1704         }
1705         return NULL;
1706 }
1707
1708 /* sys_io_cancel:
1709  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1710  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1711  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1712  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1713  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1714  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1715  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1716  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1717  */
1718 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1719                 struct io_event __user *, result)
1720 {
1721         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1722         struct kioctx *ctx;
1723         struct kiocb *kiocb;
1724         u32 key;
1725         int ret;
1726
1727         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1728         if (unlikely(ret))
1729                 return -EFAULT;
1730
1731         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1732         if (unlikely(!ctx))
1733                 return -EINVAL;
1734
1735         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1736         ret = -EAGAIN;
1737         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1738         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1739                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1740                 kiocb->ki_users ++;
1741                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1742         } else
1743                 cancel = NULL;
1744         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1745
1746         if (NULL != cancel) {
1747                 struct io_event tmp;
1748                 pr_debug("calling cancel\n");
1749                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1750                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1751                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1752                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1753                 if (!ret) {
1754                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1755                          * into the user's buffer.
1756                          */
1757                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1758                                 ret = -EFAULT;
1759                 }
1760         } else
1761                 ret = -EINVAL;
1762
1763         put_ioctx(ctx);
1764
1765         return ret;
1766 }
1767
1768 /* io_getevents:
1769  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1770  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1771  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1772  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1773  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1774  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1775  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1776  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1777  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1778  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1779  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1780  */
1781 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1782                 long, min_nr,
1783                 long, nr,
1784                 struct io_event __user *, events,
1785                 struct timespec __user *, timeout)
1786 {
1787         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1788         long ret = -EINVAL;
1789
1790         if (likely(ioctx)) {
1791                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1792                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1793                 put_ioctx(ioctx);
1794         }
1795
1796         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1797         return ret;
1798 }