fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <[email protected]>
   4  *
   5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
   6  *
   7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
   8  *      Copyright 2018 Christoph Hellwig.
   9  *
  10  *      See ../COPYING for licensing terms.
  11  */
  12 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  13
  14 #include <linux/kernel.h>
  15 #include <linux/init.h>
  16 #include <linux/errno.h>
  17 #include <linux/time.h>
  18 #include <linux/aio_abi.h>
  19 #include <linux/export.h>
  20 #include <linux/syscalls.h>
  21 #include <linux/backing-dev.h>
  22 #include <linux/refcount.h>
  23 #include <linux/uio.h>
  24
  25 #include <linux/sched/signal.h>
  26 #include <linux/fs.h>
  27 #include <linux/file.h>
  28 #include <linux/mm.h>
  29 #include <linux/mman.h>
  30 #include <linux/mmu_context.h>
  31 #include <linux/percpu.h>
  32 #include <linux/slab.h>
  33 #include <linux/timer.h>
  34 #include <linux/aio.h>
  35 #include <linux/highmem.h>
  36 #include <linux/workqueue.h>
  37 #include <linux/security.h>
  38 #include <linux/eventfd.h>
  39 #include <linux/blkdev.h>
  40 #include <linux/compat.h>
  41 #include <linux/migrate.h>
  42 #include <linux/ramfs.h>
  43 #include <linux/percpu-refcount.h>
  44 #include <linux/mount.h>
  45
  46 #include <asm/kmap_types.h>
  47 #include <linux/uaccess.h>
  48
  49 #include "internal.h"
  50
  51 #define KIOCB_KEY               0
  52
  53 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  54 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  55 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  56 struct aio_ring {
  57         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  58         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  59         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
  60                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
  61         unsigned        tail;
  62
  63         unsigned        magic;
  64         unsigned        compat_features;
  65         unsigned        incompat_features;
  66         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  67
  68
  69         struct io_event         io_events[0];
  70 }; /* 128 bytes + ring size */
  71
  72 #define AIO_RING_PAGES  8
  73
  74 struct kioctx_table {
  75         struct rcu_head         rcu;
  76         unsigned                nr;
  77         struct kioctx __rcu     *table[];
  78 };
  79
  80 struct kioctx_cpu {
  81         unsigned                reqs_available;
  82 };
  83
  84 struct ctx_rq_wait {
  85         struct completion comp;
  86         atomic_t count;
  87 };
  88
  89 struct kioctx {
  90         struct percpu_ref       users;
  91         atomic_t                dead;
  92
  93         struct percpu_ref       reqs;
  94
  95         unsigned long           user_id;
  96
  97         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
  98
  99         /*
 100          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
 101          * counter at a time:
 102          */
 103         unsigned                req_batch;
 104         /*
 105          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
 106          * anything but counting against the global max_reqs quota.
 107          *
 108          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
 109          * aio_setup_ring())
 110          */
 111         unsigned                max_reqs;
 112
 113         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 114         unsigned                nr_events;
 115
 116         unsigned long           mmap_base;
 117         unsigned long           mmap_size;
 118
 119         struct page             **ring_pages;
 120         long                    nr_pages;
 121
 122         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
 123
 124         /*
 125          * signals when all in-flight requests are done
 126          */
 127         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
 128
 129         struct {
 130                 /*
 131                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 132                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 133                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 134                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 135                  *
 136                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 137                  */
 138                 atomic_t        reqs_available;
 139         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 140
 141         struct {
 142                 spinlock_t      ctx_lock;
 143                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 144         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 145
 146         struct {
 147                 struct mutex    ring_lock;
 148                 wait_queue_head_t wait;
 149         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 150
 151         struct {
 152                 unsigned        tail;
 153                 unsigned        completed_events;
 154                 spinlock_t      completion_lock;
 155         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 156
 157         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 158         struct file             *aio_ring_file;
 159
 160         unsigned                id;
 161 };
 162
 163 struct fsync_iocb {
 164         struct work_struct      work;
 165         struct file             *file;
 166         bool                    datasync;
 167 };
 168
 169 struct poll_iocb {
 170         struct file             *file;
 171         struct wait_queue_head  *head;
 172         __poll_t                events;
 173         bool                    woken;
 174         bool                    cancelled;
 175         struct wait_queue_entry wait;
 176         struct work_struct      work;
 177 };
 178
 179 struct aio_kiocb {
 180         union {
 181                 struct kiocb            rw;
 182                 struct fsync_iocb       fsync;
 183                 struct poll_iocb        poll;
 184         };
 185
 186         struct kioctx           *ki_ctx;
 187         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
 188
 189         struct iocb __user      *ki_user_iocb;  /* user's aiocb */
 190         __u64                   ki_user_data;   /* user's data for completion */
 191
 192         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
 193                                                  * for cancellation */
 194         refcount_t              ki_refcnt;
 195
 196         /*
 197          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
 198          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
 199          */
 200         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
 201 };
 202
 203 /*------ sysctl variables----*/
 204 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 205 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 206 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 207 /*----end sysctl variables---*/
 208
 209 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 210 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 211
 212 static struct vfsmount *aio_mnt;
 213
 214 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 215 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 216
 217 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 218 {
 219         struct qstr this = QSTR_INIT("[aio]", 5);
 220         struct file *file;
 221         struct path path;
 222         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 223         if (IS_ERR(inode))
 224                 return ERR_CAST(inode);
 225
 226         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 227         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 228         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 229
 230         path.dentry = d_alloc_pseudo(aio_mnt->mnt_sb, &this);
 231         if (!path.dentry) {
 232                 iput(inode);
 233                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 234         }
 235         path.mnt = mntget(aio_mnt);
 236
 237         d_instantiate(path.dentry, inode);
 238         file = alloc_file(&path, FMODE_READ | FMODE_WRITE, &aio_ring_fops);
 239         if (IS_ERR(file)) {
 240                 path_put(&path);
 241                 return file;
 242         }
 243
 244         file->f_flags = O_RDWR;
 245         return file;
 246 }
 247
 248 static struct dentry *aio_mount(struct file_system_type *fs_type,
 249                                 int flags, const char *dev_name, void *data)
 250 {
 251         static const struct dentry_operations ops = {
 252                 .d_dname        = simple_dname,
 253         };
 254         struct dentry *root = mount_pseudo(fs_type, "aio:", NULL, &ops,
 255                                            AIO_RING_MAGIC);
 256
 257         if (!IS_ERR(root))
 258                 root->d_sb->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 259         return root;
 260 }
 261
 262 /* aio_setup
 263  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 264  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 265  */
 266 static int __init aio_setup(void)
 267 {
 268         static struct file_system_type aio_fs = {
 269                 .name           = "aio",
 270                 .mount          = aio_mount,
 271                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 272         };
 273         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 274         if (IS_ERR(aio_mnt))
 275                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 276
 277         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 278         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 279         return 0;
 280 }
 281 __initcall(aio_setup);
 282
 283 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 284 {
 285         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 286         struct address_space *i_mapping;
 287
 288         if (aio_ring_file) {
 289                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
 290
 291                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 292                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
 293                 spin_lock(&i_mapping->private_lock);
 294                 i_mapping->private_data = NULL;
 295                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 296                 spin_unlock(&i_mapping->private_lock);
 297
 298                 fput(aio_ring_file);
 299         }
 300 }
 301
 302 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 303 {
 304         int i;
 305
 306         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 307          * accesses to the kioctx from page migration.
 308          */
 309         put_aio_ring_file(ctx);
 310
 311         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 312                 struct page *page;
 313                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 314                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 315                 page = ctx->ring_pages[i];
 316                 if (!page)
 317                         continue;
 318                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 319                 put_page(page);
 320         }
 321
 322         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 323                 kfree(ctx->ring_pages);
 324                 ctx->ring_pages = NULL;
 325         }
 326 }
 327
 328 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
 329 {
 330         struct file *file = vma->vm_file;
 331         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 332         struct kioctx_table *table;
 333         int i, res = -EINVAL;
 334
 335         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 336         rcu_read_lock();
 337         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 338         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
 339                 struct kioctx *ctx;
 340
 341                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
 342                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
 343                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
 344                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
 345                                 res = 0;
 346                         }
 347                         break;
 348                 }
 349         }
 350
 351         rcu_read_unlock();
 352         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 353         return res;
 354 }
 355
 356 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
 357         .mremap         = aio_ring_mremap,
 358 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
 359         .fault          = filemap_fault,
 360         .map_pages      = filemap_map_pages,
 361         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
 362 #endif
 363 };
 364
 365 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 366 {
 367         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND;
 368         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
 369         return 0;
 370 }
 371
 372 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 373         .mmap = aio_ring_mmap,
 374 };
 375
 376 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 377 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 378                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 379 {
 380         struct kioctx *ctx;
 381         unsigned long flags;
 382         pgoff_t idx;
 383         int rc;
 384
 385         /*
 386          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
 387          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
 388          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
 389          */
 390         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 391                 return -EINVAL;
 392
 393         rc = 0;
 394
 395         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 396         spin_lock(&mapping->private_lock);
 397         ctx = mapping->private_data;
 398         if (!ctx) {
 399                 rc = -EINVAL;
 400                 goto out;
 401         }
 402
 403         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 404          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 405          * a partially initialized kiotx.
 406          */
 407         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 408                 rc = -EAGAIN;
 409                 goto out;
 410         }
 411
 412         idx = old->index;
 413         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 414                 /* Make sure the old page hasn't already been changed */
 415                 if (ctx->ring_pages[idx] != old)
 416                         rc = -EAGAIN;
 417         } else
 418                 rc = -EINVAL;
 419
 420         if (rc != 0)
 421                 goto out_unlock;
 422
 423         /* Writeback must be complete */
 424         BUG_ON(PageWriteback(old));
 425         get_page(new);
 426
 427         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode, 1);
 428         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 429                 put_page(new);
 430                 goto out_unlock;
 431         }
 432
 433         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 434          * while the old page is copied to the new.  This prevents new
 435          * events from being lost.
 436          */
 437         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 438         migrate_page_copy(new, old);
 439         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != old);
 440         ctx->ring_pages[idx] = new;
 441         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 442
 443         /* The old page is no longer accessible. */
 444         put_page(old);
 445
 446 out_unlock:
 447         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 448 out:
 449         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 450         return rc;
 451 }
 452 #endif
 453
 454 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 455         .set_page_dirty = __set_page_dirty_no_writeback,
 456 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 457         .migratepage    = aio_migratepage,
 458 #endif
 459 };
 460
 461 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
 462 {
 463         struct aio_ring *ring;
 464         struct mm_struct *mm = current->mm;
 465         unsigned long size, unused;
 466         int nr_pages;
 467         int i;
 468         struct file *file;
 469
 470         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 471         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 472
 473         size = sizeof(struct aio_ring);
 474         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 475
 476         nr_pages = PFN_UP(size);
 477         if (nr_pages < 0)
 478                 return -EINVAL;
 479
 480         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 481         if (IS_ERR(file)) {
 482                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 483                 return -ENOMEM;
 484         }
 485
 486         ctx->aio_ring_file = file;
 487         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 488                         / sizeof(struct io_event);
 489
 490         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 491         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 492                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 493                                           GFP_KERNEL);
 494                 if (!ctx->ring_pages) {
 495                         put_aio_ring_file(ctx);
 496                         return -ENOMEM;
 497                 }
 498         }
 499
 500         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 501                 struct page *page;
 502                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
 503                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 504                 if (!page)
 505                         break;
 506                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 507                          current->pid, i, page_count(page));
 508                 SetPageUptodate(page);
 509                 unlock_page(page);
 510
 511                 ctx->ring_pages[i] = page;
 512         }
 513         ctx->nr_pages = i;
 514
 515         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 516                 aio_free_ring(ctx);
 517                 return -ENOMEM;
 518         }
 519
 520         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 521         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 522
 523         if (down_write_killable(&mm->mmap_sem)) {
 524                 ctx->mmap_size = 0;
 525                 aio_free_ring(ctx);
 526                 return -EINTR;
 527         }
 528
 529         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 530                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 531                                        MAP_SHARED, 0, &unused, NULL);
 532         up_write(&mm->mmap_sem);
 533         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 534                 ctx->mmap_size = 0;
 535                 aio_free_ring(ctx);
 536                 return -ENOMEM;
 537         }
 538
 539         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 540
 541         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 542         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 543
 544         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 545         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 546         ring->id = ~0U;
 547         ring->head = ring->tail = 0;
 548         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 549         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 550         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 551         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 552         kunmap_atomic(ring);
 553         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 554
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 559 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 560 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 561
 562 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
 563 {
 564         struct aio_kiocb *req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
 565         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 566         unsigned long flags;
 567
 568         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
 569                 return;
 570
 571         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 572         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 573         req->ki_cancel = cancel;
 574         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 575 }
 576 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 577
 578 /*
 579  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
 580  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
 581  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
 582  */
 583 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 584 {
 585         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
 586                                           free_rwork);
 587         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 588
 589         aio_free_ring(ctx);
 590         free_percpu(ctx->cpu);
 591         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 592         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 593         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 594 }
 595
 596 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 597 {
 598         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 599
 600         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 601         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
 602                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
 603
 604         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
 605         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
 606         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
 607 }
 608
 609 /*
 610  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 611  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 612  * now it's safe to cancel any that need to be.
 613  */
 614 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 615 {
 616         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 617         struct aio_kiocb *req;
 618
 619         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 620
 621         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 622                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 623                                        struct aio_kiocb, ki_list);
 624                 req->ki_cancel(&req->rw);
 625                 list_del_init(&req->ki_list);
 626         }
 627
 628         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 629
 630         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 631         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 632 }
 633
 634 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 635 {
 636         unsigned i, new_nr;
 637         struct kioctx_table *table, *old;
 638         struct aio_ring *ring;
 639
 640         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 641         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 642
 643         while (1) {
 644                 if (table)
 645                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 646                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
 647                                         ctx->id = i;
 648                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
 649                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 650
 651                                         /* While kioctx setup is in progress,
 652                                          * we are protected from page migration
 653                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 654                                          */
 655                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 656                                         ring->id = ctx->id;
 657                                         kunmap_atomic(ring);
 658                                         return 0;
 659                                 }
 660
 661                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 662                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 663
 664                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 665                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 666                 if (!table)
 667                         return -ENOMEM;
 668
 669                 table->nr = new_nr;
 670
 671                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 672                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 673
 674                 if (!old) {
 675                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 676                 } else if (table->nr > old->nr) {
 677                         memcpy(table->table, old->table,
 678                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 679
 680                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 681                         kfree_rcu(old, rcu);
 682                 } else {
 683                         kfree(table);
 684                         table = old;
 685                 }
 686         }
 687 }
 688
 689 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 690 {
 691         spin_lock(&aio_nr_lock);
 692         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 693                 aio_nr = 0;
 694         else
 695                 aio_nr -= nr;
 696         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 697 }
 698
 699 /* ioctx_alloc
 700  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 701  */
 702 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 703 {
 704         struct mm_struct *mm = current->mm;
 705         struct kioctx *ctx;
 706         int err = -ENOMEM;
 707
 708         /*
 709          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
 710          * for counting against the global limit -- before it changes.
 711          */
 712         unsigned int max_reqs = nr_events;
 713
 714         /*
 715          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 716          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 717          *
 718          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 719          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 720          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 721          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 722          */
 723         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 724         nr_events *= 2;
 725
 726         /* Prevent overflows */
 727         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
 728                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 729                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 730         }
 731
 732         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
 733                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 734
 735         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 736         if (!ctx)
 737                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 738
 739         ctx->max_reqs = max_reqs;
 740
 741         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 742         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 743         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 744         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 745          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 746         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 747         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 748
 749         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 750
 751         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
 752                 goto err;
 753
 754         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
 755                 goto err;
 756
 757         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 758         if (!ctx->cpu)
 759                 goto err;
 760
 761         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
 762         if (err < 0)
 763                 goto err;
 764
 765         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 766         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 767         if (ctx->req_batch < 1)
 768                 ctx->req_batch = 1;
 769
 770         /* limit the number of system wide aios */
 771         spin_lock(&aio_nr_lock);
 772         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
 773             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
 774                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 775                 err = -EAGAIN;
 776                 goto err_ctx;
 777         }
 778         aio_nr += ctx->max_reqs;
 779         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 780
 781         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 782         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 783
 784         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 785         if (err)
 786                 goto err_cleanup;
 787
 788         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 789         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 790
 791         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 792                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 793         return ctx;
 794
 795 err_cleanup:
 796         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 797 err_ctx:
 798         atomic_set(&ctx->dead, 1);
 799         if (ctx->mmap_size)
 800                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 801         aio_free_ring(ctx);
 802 err:
 803         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 804         free_percpu(ctx->cpu);
 805         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 806         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 807         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 808         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 809         return ERR_PTR(err);
 810 }
 811
 812 /* kill_ioctx
 813  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 814  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 815  *      the rapid destruction of the kioctx.
 816  */
 817 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 818                       struct ctx_rq_wait *wait)
 819 {
 820         struct kioctx_table *table;
 821
 822         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 823         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 824                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 825                 return -EINVAL;
 826         }
 827
 828         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 829         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
 830         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
 831         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 832
 833         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
 834         wake_up_all(&ctx->wait);
 835
 836         /*
 837          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 838          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 839          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 840          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 841          *  could tell).
 842          */
 843         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 844
 845         if (ctx->mmap_size)
 846                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 847
 848         ctx->rq_wait = wait;
 849         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 850         return 0;
 851 }
 852
 853 /*
 854  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 855  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 856  * called on the context.
 857  *
 858  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 859  * them.
 860  */
 861 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 862 {
 863         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 864         struct ctx_rq_wait wait;
 865         int i, skipped;
 866
 867         if (!table)
 868                 return;
 869
 870         atomic_set(&wait.count, table->nr);
 871         init_completion(&wait.comp);
 872
 873         skipped = 0;
 874         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
 875                 struct kioctx *ctx =
 876                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
 877
 878                 if (!ctx) {
 879                         skipped++;
 880                         continue;
 881                 }
 882
 883                 /*
 884                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
 885                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
 886                  * this is not necessarily our ->mm.
 887                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
 888                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
 889                  */
 890                 ctx->mmap_size = 0;
 891                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
 892         }
 893
 894         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
 895                 /* Wait until all IO for the context are done. */
 896                 wait_for_completion(&wait.comp);
 897         }
 898
 899         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
 900         kfree(table);
 901 }
 902
 903 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 904 {
 905         struct kioctx_cpu *kcpu;
 906         unsigned long flags;
 907
 908         local_irq_save(flags);
 909         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 910         kcpu->reqs_available += nr;
 911
 912         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 913                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 914                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 915         }
 916
 917         local_irq_restore(flags);
 918 }
 919
 920 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 921 {
 922         struct kioctx_cpu *kcpu;
 923         bool ret = false;
 924         unsigned long flags;
 925
 926         local_irq_save(flags);
 927         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 928         if (!kcpu->reqs_available) {
 929                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 930
 931                 do {
 932                         if (avail < ctx->req_batch)
 933                                 goto out;
 934
 935                         old = avail;
 936                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 937                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 938                 } while (avail != old);
 939
 940                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 941         }
 942
 943         ret = true;
 944         kcpu->reqs_available--;
 945 out:
 946         local_irq_restore(flags);
 947         return ret;
 948 }
 949
 950 /* refill_reqs_available
 951  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
 952  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
 953  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
 954  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
 955  *      called holding ctx->completion_lock.
 956  */
 957 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
 958                                   unsigned tail)
 959 {
 960         unsigned events_in_ring, completed;
 961
 962         /* Clamp head since userland can write to it. */
 963         head %= ctx->nr_events;
 964         if (head <= tail)
 965                 events_in_ring = tail - head;
 966         else
 967                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
 968
 969         completed = ctx->completed_events;
 970         if (events_in_ring < completed)
 971                 completed -= events_in_ring;
 972         else
 973                 completed = 0;
 974
 975         if (!completed)
 976                 return;
 977
 978         ctx->completed_events -= completed;
 979         put_reqs_available(ctx, completed);
 980 }
 981
 982 /* user_refill_reqs_available
 983  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
 984  *      out of space in the completion ring.
 985  */
 986 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 987 {
 988         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
 989         if (ctx->completed_events) {
 990                 struct aio_ring *ring;
 991                 unsigned head;
 992
 993                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
 994                  * here, but that's okay since whether we read the old version
 995                  * or the new version, and either will be valid.  The important
 996                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
 997                  * aio_complete() from updating tail by holding
 998                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
 999                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1000                  * safe/right thing.
1001                  */
1002                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1003                 head = ring->head;
1004                 kunmap_atomic(ring);
1005
1006                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1007         }
1008
1009         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1010 }
1011
1012 /* aio_get_req
1013  *      Allocate a slot for an aio request.
1014  * Returns NULL if no requests are free.
1015  */
1016 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1017 {
1018         struct aio_kiocb *req;
1019
1020         if (!get_reqs_available(ctx)) {
1021                 user_refill_reqs_available(ctx);
1022                 if (!get_reqs_available(ctx))
1023                         return NULL;
1024         }
1025
1026         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
1027         if (unlikely(!req))
1028                 goto out_put;
1029
1030         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1031         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1032         refcount_set(&req->ki_refcnt, 0);
1033         req->ki_ctx = ctx;
1034         return req;
1035 out_put:
1036         put_reqs_available(ctx, 1);
1037         return NULL;
1038 }
1039
1040 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1041 {
1042         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1043         struct mm_struct *mm = current->mm;
1044         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1045         struct kioctx_table *table;
1046         unsigned id;
1047
1048         if (get_user(id, &ring->id))
1049                 return NULL;
1050
1051         rcu_read_lock();
1052         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1053
1054         if (!table || id >= table->nr)
1055                 goto out;
1056
1057         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1058         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1059                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1060                         ret = ctx;
1061         }
1062 out:
1063         rcu_read_unlock();
1064         return ret;
1065 }
1066
1067 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1068 {
1069         if (refcount_read(&iocb->ki_refcnt) == 0 ||
1070             refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1071                 percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1072                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1073         }
1074 }
1075
1076 /* aio_complete
1077  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1078  */
1079 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb, long res, long res2)
1080 {
1081         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1082         struct aio_ring *ring;
1083         struct io_event *ev_page, *event;
1084         unsigned tail, pos, head;
1085         unsigned long   flags;
1086
1087         /*
1088          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1089          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1090          * pointer since we might be called from irq context.
1091          */
1092         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1093
1094         tail = ctx->tail;
1095         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1096
1097         if (++tail >= ctx->nr_events)
1098                 tail = 0;
1099
1100         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1101         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1102
1103         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_user_iocb;
1104         event->data = iocb->ki_user_data;
1105         event->res = res;
1106         event->res2 = res2;
1107
1108         kunmap_atomic(ev_page);
1109         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1110
1111         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1112                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_user_iocb, iocb->ki_user_data,
1113                  res, res2);
1114
1115         /* after flagging the request as done, we
1116          * must never even look at it again
1117          */
1118         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1119
1120         ctx->tail = tail;
1121
1122         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1123         head = ring->head;
1124         ring->tail = tail;
1125         kunmap_atomic(ring);
1126         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1127
1128         ctx->completed_events++;
1129         if (ctx->completed_events > 1)
1130                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1131         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1132
1133         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1134
1135         /*
1136          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1137          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1138          * from IRQ context.
1139          */
1140         if (iocb->ki_eventfd) {
1141                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1142                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1143         }
1144
1145         /*
1146          * We have to order our ring_info tail store above and test
1147          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1148          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1149          * ordered with the unlocked test.
1150          */
1151         smp_mb();
1152
1153         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1154                 wake_up(&ctx->wait);
1155         iocb_put(iocb);
1156 }
1157
1158 /* aio_read_events_ring
1159  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1160  *      events fetched
1161  */
1162 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1163                                  struct io_event __user *event, long nr)
1164 {
1165         struct aio_ring *ring;
1166         unsigned head, tail, pos;
1167         long ret = 0;
1168         int copy_ret;
1169
1170         /*
1171          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1172          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1173          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1174          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1175          */
1176         sched_annotate_sleep();
1177         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1178
1179         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1180         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1181         head = ring->head;
1182         tail = ring->tail;
1183         kunmap_atomic(ring);
1184
1185         /*
1186          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1187          * we also see the events that were stored up to the tail.
1188          */
1189         smp_rmb();
1190
1191         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1192
1193         if (head == tail)
1194                 goto out;
1195
1196         head %= ctx->nr_events;
1197         tail %= ctx->nr_events;
1198
1199         while (ret < nr) {
1200                 long avail;
1201                 struct io_event *ev;
1202                 struct page *page;
1203
1204                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1205                 if (head == tail)
1206                         break;
1207
1208                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1209                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1210                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1211
1212                 avail = min(avail, nr - ret);
1213                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1214
1215                 ev = kmap(page);
1216                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1217                                         sizeof(*ev) * avail);
1218                 kunmap(page);
1219
1220                 if (unlikely(copy_ret)) {
1221                         ret = -EFAULT;
1222                         goto out;
1223                 }
1224
1225                 ret += avail;
1226                 head += avail;
1227                 head %= ctx->nr_events;
1228         }
1229
1230         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1231         ring->head = head;
1232         kunmap_atomic(ring);
1233         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1234
1235         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1236 out:
1237         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1238
1239         return ret;
1240 }
1241
1242 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1243                             struct io_event __user *event, long *i)
1244 {
1245         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1246
1247         if (ret > 0)
1248                 *i += ret;
1249
1250         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1251                 ret = -EINVAL;
1252
1253         if (!*i)
1254                 *i = ret;
1255
1256         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1257 }
1258
1259 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1260                         struct io_event __user *event,
1261                         ktime_t until)
1262 {
1263         long ret = 0;
1264
1265         /*
1266          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1267          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1268          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1269          *
1270          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1271          * the task state back to TASK_RUNNING.
1272          *
1273          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1274          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1275          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1276          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1277          * something to be aware of when touching this code.
1278          */
1279         if (until == 0)
1280                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1281         else
1282                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1283                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1284                                 until);
1285         return ret;
1286 }
1287
1288 /* sys_io_setup:
1289  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1290  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1291  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1292  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1293  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1294  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1295  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1296  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1297  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1298  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1299  *      implemented.
1300  */
1301 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1302 {
1303         struct kioctx *ioctx = NULL;
1304         unsigned long ctx;
1305         long ret;
1306
1307         ret = get_user(ctx, ctxp);
1308         if (unlikely(ret))
1309                 goto out;
1310
1311         ret = -EINVAL;
1312         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1313                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1314                          ctx, nr_events);
1315                 goto out;
1316         }
1317
1318         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1319         ret = PTR_ERR(ioctx);
1320         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1321                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1322                 if (ret)
1323                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1324                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1325         }
1326
1327 out:
1328         return ret;
1329 }
1330
1331 #ifdef CONFIG_COMPAT
1332 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1333 {
1334         struct kioctx *ioctx = NULL;
1335         unsigned long ctx;
1336         long ret;
1337
1338         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1339         if (unlikely(ret))
1340                 goto out;
1341
1342         ret = -EINVAL;
1343         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1344                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1345                          ctx, nr_events);
1346                 goto out;
1347         }
1348
1349         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1350         ret = PTR_ERR(ioctx);
1351         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1352                 /* truncating is ok because it's a user address */
1353                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1354                 if (ret)
1355                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1356                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1357         }
1358
1359 out:
1360         return ret;
1361 }
1362 #endif
1363
1364 /* sys_io_destroy:
1365  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1366  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1367  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1368  *      is invalid.
1369  */
1370 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1371 {
1372         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1373         if (likely(NULL != ioctx)) {
1374                 struct ctx_rq_wait wait;
1375                 int ret;
1376
1377                 init_completion(&wait.comp);
1378                 atomic_set(&wait.count, 1);
1379
1380                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1381                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1382                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1383                  */
1384                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1385                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1386
1387                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1388                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1389                  * is destroyed.
1390                  */
1391                 if (!ret)
1392                         wait_for_completion(&wait.comp);
1393
1394                 return ret;
1395         }
1396         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1397         return -EINVAL;
1398 }
1399
1400 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1401 {
1402         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1403         unsigned long flags;
1404
1405         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1406         list_del(&iocb->ki_list);
1407         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1408 }
1409
1410 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1411 {
1412         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1413
1414         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1415                 aio_remove_iocb(iocb);
1416
1417         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1418                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1419
1420                 /*
1421                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1422                  * thread.
1423                  */
1424                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1425                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1426                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
1427         }
1428
1429         fput(kiocb->ki_filp);
1430         aio_complete(iocb, res, res2);
1431 }
1432
1433 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, struct iocb *iocb)
1434 {
1435         int ret;
1436
1437         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1438         if (unlikely(!req->ki_filp))
1439                 return -EBADF;
1440         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1441         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1442         req->ki_flags = iocb_flags(req->ki_filp);
1443         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1444                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1445         req->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(req->ki_filp));
1446         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1447                 /*
1448                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1449                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1450                  * class and priority.
1451                  */
1452                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1453                 if (ret) {
1454                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1455                         return ret;
1456                 }
1457
1458                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1459         } else
1460                 req->ki_ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1461
1462         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1463         if (unlikely(ret))
1464                 fput(req->ki_filp);
1465         return ret;
1466 }
1467
1468 static int aio_setup_rw(int rw, struct iocb *iocb, struct iovec **iovec,
1469                 bool vectored, bool compat, struct iov_iter *iter)
1470 {
1471         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1472         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1473
1474         if (!vectored) {
1475                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1476                 *iovec = NULL;
1477                 return ret;
1478         }
1479 #ifdef CONFIG_COMPAT
1480         if (compat)
1481                 return compat_import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec,
1482                                 iter);
1483 #endif
1484         return import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1485 }
1486
1487 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1488 {
1489         switch (ret) {
1490         case -EIOCBQUEUED:
1491                 break;
1492         case -ERESTARTSYS:
1493         case -ERESTARTNOINTR:
1494         case -ERESTARTNOHAND:
1495         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1496                 /*
1497                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1498                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1499                  */
1500                 ret = -EINTR;
1501                 /*FALLTHRU*/
1502         default:
1503                 aio_complete_rw(req, ret, 0);
1504         }
1505 }
1506
1507 static ssize_t aio_read(struct kiocb *req, struct iocb *iocb, bool vectored,
1508                 bool compat)
1509 {
1510         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1511         struct iov_iter iter;
1512         struct file *file;
1513         ssize_t ret;
1514
1515         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1516         if (ret)
1517                 return ret;
1518         file = req->ki_filp;
1519
1520         ret = -EBADF;
1521         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1522                 goto out_fput;
1523         ret = -EINVAL;
1524         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1525                 goto out_fput;
1526
1527         ret = aio_setup_rw(READ, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1528         if (ret)
1529                 goto out_fput;
1530         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1531         if (!ret)
1532                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1533         kfree(iovec);
1534 out_fput:
1535         if (unlikely(ret))
1536                 fput(file);
1537         return ret;
1538 }
1539
1540 static ssize_t aio_write(struct kiocb *req, struct iocb *iocb, bool vectored,
1541                 bool compat)
1542 {
1543         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1544         struct iov_iter iter;
1545         struct file *file;
1546         ssize_t ret;
1547
1548         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1549         if (ret)
1550                 return ret;
1551         file = req->ki_filp;
1552
1553         ret = -EBADF;
1554         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1555                 goto out_fput;
1556         ret = -EINVAL;
1557         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1558                 goto out_fput;
1559
1560         ret = aio_setup_rw(WRITE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1561         if (ret)
1562                 goto out_fput;
1563         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1564         if (!ret) {
1565                 /*
1566                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1567                  * which will be released by another thread in
1568                  * aio_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1569                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1570                  * we return to userspace.
1571                  */
1572                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1573                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE, true);
1574                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1575                 }
1576                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1577                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1578         }
1579         kfree(iovec);
1580 out_fput:
1581         if (unlikely(ret))
1582                 fput(file);
1583         return ret;
1584 }
1585
1586 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1587 {
1588         struct fsync_iocb *req = container_of(work, struct fsync_iocb, work);
1589         int ret;
1590
1591         ret = vfs_fsync(req->file, req->datasync);
1592         fput(req->file);
1593         aio_complete(container_of(req, struct aio_kiocb, fsync), ret, 0);
1594 }
1595
1596 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, struct iocb *iocb, bool datasync)
1597 {
1598         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1599                         iocb->aio_rw_flags))
1600                 return -EINVAL;
1601
1602         req->file = fget(iocb->aio_fildes);
1603         if (unlikely(!req->file))
1604                 return -EBADF;
1605         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync)) {
1606                 fput(req->file);
1607                 return -EINVAL;
1608         }
1609
1610         req->datasync = datasync;
1611         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1612         schedule_work(&req->work);
1613         return 0;
1614 }
1615
1616 static inline void aio_poll_complete(struct aio_kiocb *iocb, __poll_t mask)
1617 {
1618         struct file *file = iocb->poll.file;
1619
1620         aio_complete(iocb, mangle_poll(mask), 0);
1621         fput(file);
1622 }
1623
1624 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1625 {
1626         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1627         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1628         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1629         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1630         __poll_t mask = 0;
1631
1632         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1633                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1634
1635         /*
1636          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1637          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1638          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1639          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1640          * avoid further branches in the fast path.
1641          */
1642         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1643         if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1644                 add_wait_queue(req->head, &req->wait);
1645                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1646                 return;
1647         }
1648         list_del_init(&iocb->ki_list);
1649         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1650
1651         aio_poll_complete(iocb, mask);
1652 }
1653
1654 /* assumes we are called with irqs disabled */
1655 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1656 {
1657         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1658         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1659
1660         spin_lock(&req->head->lock);
1661         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1662         if (!list_empty(&req->wait.entry)) {
1663                 list_del_init(&req->wait.entry);
1664                 schedule_work(&aiocb->poll.work);
1665         }
1666         spin_unlock(&req->head->lock);
1667
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1672                 void *key)
1673 {
1674         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1675         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1676
1677         req->woken = true;
1678
1679         /* for instances that support it check for an event match first: */
1680         if (mask && !(mask & req->events))
1681                 return 0;
1682
1683         list_del_init(&req->wait.entry);
1684         schedule_work(&req->work);
1685         return 1;
1686 }
1687
1688 struct aio_poll_table {
1689         struct poll_table_struct        pt;
1690         struct aio_kiocb                *iocb;
1691         int                             error;
1692 };
1693
1694 static void
1695 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1696                 struct poll_table_struct *p)
1697 {
1698         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1699
1700         /* multiple wait queues per file are not supported */
1701         if (unlikely(pt->iocb->poll.head)) {
1702                 pt->error = -EINVAL;
1703                 return;
1704         }
1705
1706         pt->error = 0;
1707         pt->iocb->poll.head = head;
1708         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1709 }
1710
1711 static ssize_t aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, struct iocb *iocb)
1712 {
1713         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1714         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1715         struct aio_poll_table apt;
1716         __poll_t mask;
1717
1718         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1719         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1720                 return -EINVAL;
1721         /* reject fields that are not defined for poll */
1722         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1723                 return -EINVAL;
1724
1725         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1726         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1727         req->file = fget(iocb->aio_fildes);
1728         if (unlikely(!req->file))
1729                 return -EBADF;
1730
1731         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1732         apt.pt._key = req->events;
1733         apt.iocb = aiocb;
1734         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1735
1736         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1737         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1738         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1739
1740         /* one for removal from waitqueue, one for this function */
1741         refcount_set(&aiocb->ki_refcnt, 2);
1742
1743         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1744         if (unlikely(!req->head)) {
1745                 /* we did not manage to set up a waitqueue, done */
1746                 goto out;
1747         }
1748
1749         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1750         spin_lock(&req->head->lock);
1751         if (req->woken) {
1752                 /* wake_up context handles the rest */
1753                 mask = 0;
1754                 apt.error = 0;
1755         } else if (mask || apt.error) {
1756                 /* if we get an error or a mask we are done */
1757                 WARN_ON_ONCE(list_empty(&req->wait.entry));
1758                 list_del_init(&req->wait.entry);
1759         } else {
1760                 /* actually waiting for an event */
1761                 list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1762                 aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1763         }
1764         spin_unlock(&req->head->lock);
1765         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1766
1767 out:
1768         if (unlikely(apt.error)) {
1769                 fput(req->file);
1770                 return apt.error;
1771         }
1772
1773         if (mask)
1774                 aio_poll_complete(aiocb, mask);
1775         iocb_put(aiocb);
1776         return 0;
1777 }
1778
1779 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1780                          bool compat)
1781 {
1782         struct aio_kiocb *req;
1783         struct iocb iocb;
1784         ssize_t ret;
1785
1786         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
1787                 return -EFAULT;
1788
1789         /* enforce forwards compatibility on users */
1790         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
1791                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1792                 return -EINVAL;
1793         }
1794
1795         /* prevent overflows */
1796         if (unlikely(
1797             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
1798             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
1799             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
1800            )) {
1801                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
1802                 return -EINVAL;
1803         }
1804
1805         req = aio_get_req(ctx);
1806         if (unlikely(!req))
1807                 return -EAGAIN;
1808
1809         if (iocb.aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1810                 /*
1811                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1812                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1813                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1814                  * event using the eventfd_signal() function.
1815                  */
1816                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb.aio_resfd);
1817                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1818                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1819                         req->ki_eventfd = NULL;
1820                         goto out_put_req;
1821                 }
1822         }
1823
1824         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1825         if (unlikely(ret)) {
1826                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1827                 goto out_put_req;
1828         }
1829
1830         req->ki_user_iocb = user_iocb;
1831         req->ki_user_data = iocb.aio_data;
1832
1833         switch (iocb.aio_lio_opcode) {
1834         case IOCB_CMD_PREAD:
1835                 ret = aio_read(&req->rw, &iocb, false, compat);
1836                 break;
1837         case IOCB_CMD_PWRITE:
1838                 ret = aio_write(&req->rw, &iocb, false, compat);
1839                 break;
1840         case IOCB_CMD_PREADV:
1841                 ret = aio_read(&req->rw, &iocb, true, compat);
1842                 break;
1843         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1844                 ret = aio_write(&req->rw, &iocb, true, compat);
1845                 break;
1846         case IOCB_CMD_FSYNC:
1847                 ret = aio_fsync(&req->fsync, &iocb, false);
1848                 break;
1849         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1850                 ret = aio_fsync(&req->fsync, &iocb, true);
1851                 break;
1852         case IOCB_CMD_POLL:
1853                 ret = aio_poll(req, &iocb);
1854                 break;
1855         default:
1856                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb.aio_lio_opcode);
1857                 ret = -EINVAL;
1858                 break;
1859         }
1860
1861         /*
1862          * If ret is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
1863          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
1864          * means that we need to destroy req ourselves.
1865          */
1866         if (ret)
1867                 goto out_put_req;
1868         return 0;
1869 out_put_req:
1870         put_reqs_available(ctx, 1);
1871         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1872         if (req->ki_eventfd)
1873                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
1874         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1875         return ret;
1876 }
1877
1878 /* sys_io_submit:
1879  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1880  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1881  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1882  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1883  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1884  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1885  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1886  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1887  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1888  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1889  */
1890 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1891                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1892 {
1893         struct kioctx *ctx;
1894         long ret = 0;
1895         int i = 0;
1896         struct blk_plug plug;
1897
1898         if (unlikely(nr < 0))
1899                 return -EINVAL;
1900
1901         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1902         if (unlikely(!ctx)) {
1903                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1904                 return -EINVAL;
1905         }
1906
1907         if (nr > ctx->nr_events)
1908                 nr = ctx->nr_events;
1909
1910         blk_start_plug(&plug);
1911         for (i = 0; i < nr; i++) {
1912                 struct iocb __user *user_iocb;
1913
1914                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1915                         ret = -EFAULT;
1916                         break;
1917                 }
1918
1919                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
1920                 if (ret)
1921                         break;
1922         }
1923         blk_finish_plug(&plug);
1924
1925         percpu_ref_put(&ctx->users);
1926         return i ? i : ret;
1927 }
1928
1929 #ifdef CONFIG_COMPAT
1930 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
1931                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
1932 {
1933         struct kioctx *ctx;
1934         long ret = 0;
1935         int i = 0;
1936         struct blk_plug plug;
1937
1938         if (unlikely(nr < 0))
1939                 return -EINVAL;
1940
1941         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1942         if (unlikely(!ctx)) {
1943                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1944                 return -EINVAL;
1945         }
1946
1947         if (nr > ctx->nr_events)
1948                 nr = ctx->nr_events;
1949
1950         blk_start_plug(&plug);
1951         for (i = 0; i < nr; i++) {
1952                 compat_uptr_t user_iocb;
1953
1954                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1955                         ret = -EFAULT;
1956                         break;
1957                 }
1958
1959                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
1960                 if (ret)
1961                         break;
1962         }
1963         blk_finish_plug(&plug);
1964
1965         percpu_ref_put(&ctx->users);
1966         return i ? i : ret;
1967 }
1968 #endif
1969
1970 /* lookup_kiocb
1971  *      Finds a given iocb for cancellation.
1972  */
1973 static struct aio_kiocb *
1974 lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb)
1975 {
1976         struct aio_kiocb *kiocb;
1977
1978         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1979
1980         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1981         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
1982                 if (kiocb->ki_user_iocb == iocb)
1983                         return kiocb;
1984         }
1985         return NULL;
1986 }
1987
1988 /* sys_io_cancel:
1989  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1990  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1991  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1992  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1993  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1994  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1995  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1996  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1997  */
1998 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1999                 struct io_event __user *, result)
2000 {
2001         struct kioctx *ctx;
2002         struct aio_kiocb *kiocb;
2003         int ret = -EINVAL;
2004         u32 key;
2005
2006         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2007                 return -EFAULT;
2008         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2009                 return -EINVAL;
2010
2011         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2012         if (unlikely(!ctx))
2013                 return -EINVAL;
2014
2015         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2016         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb);
2017         if (kiocb) {
2018                 ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2019                 list_del_init(&kiocb->ki_list);
2020         }
2021         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2022
2023         if (!ret) {
2024                 /*
2025                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2026                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2027                  * cancellation is progress:
2028                  */
2029                 ret = -EINPROGRESS;
2030         }
2031
2032         percpu_ref_put(&ctx->users);
2033
2034         return ret;
2035 }
2036
2037 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2038                 long min_nr,
2039                 long nr,
2040                 struct io_event __user *events,
2041                 struct timespec64 *ts)
2042 {
2043         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2044         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2045         long ret = -EINVAL;
2046
2047         if (likely(ioctx)) {
2048                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2049                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2050                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2051         }
2052
2053         return ret;
2054 }
2055
2056 /* io_getevents:
2057  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2058  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2059  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2060  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2061  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2062  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2063  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2064  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2065  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2066  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2067  */
2068 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2069                 long, min_nr,
2070                 long, nr,
2071                 struct io_event __user *, events,
2072                 struct timespec __user *, timeout)
2073 {
2074         struct timespec64       ts;
2075         int                     ret;
2076
2077         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2078                 return -EFAULT;
2079
2080         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2081         if (!ret && signal_pending(current))
2082                 ret = -EINTR;
2083         return ret;
2084 }
2085
2086 struct __aio_sigset {
2087         const sigset_t __user   *sigmask;
2088         size_t          sigsetsize;
2089 };
2090
2091 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2092                 aio_context_t, ctx_id,
2093                 long, min_nr,
2094                 long, nr,
2095                 struct io_event __user *, events,
2096                 struct timespec __user *, timeout,
2097                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2098 {
2099         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2100         sigset_t                ksigmask, sigsaved;
2101         struct timespec64       ts;
2102         int ret;
2103
2104         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2105                 return -EFAULT;
2106
2107         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2108                 return -EFAULT;
2109
2110         if (ksig.sigmask) {
2111                 if (ksig.sigsetsize != sizeof(sigset_t))
2112                         return -EINVAL;
2113                 if (copy_from_user(&ksigmask, ksig.sigmask, sizeof(ksigmask)))
2114                         return -EFAULT;
2115                 sigdelsetmask(&ksigmask, sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGSTOP));
2116                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &ksigmask, &sigsaved);
2117         }
2118
2119         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2120         if (signal_pending(current)) {
2121                 if (ksig.sigmask) {
2122                         current->saved_sigmask = sigsaved;
2123                         set_restore_sigmask();
2124                 }
2125
2126                 if (!ret)
2127                         ret = -ERESTARTNOHAND;
2128         } else {
2129                 if (ksig.sigmask)
2130                         sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigsaved, NULL);
2131         }
2132
2133         return ret;
2134 }
2135
2136 #ifdef CONFIG_COMPAT
2137 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, compat_aio_context_t, ctx_id,
2138                        compat_long_t, min_nr,
2139                        compat_long_t, nr,
2140                        struct io_event __user *, events,
2141                        struct compat_timespec __user *, timeout)
2142 {
2143         struct timespec64 t;
2144         int ret;
2145
2146         if (timeout && compat_get_timespec64(&t, timeout))
2147                 return -EFAULT;
2148
2149         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2150         if (!ret && signal_pending(current))
2151                 ret = -EINTR;
2152         return ret;
2153 }
2154
2155
2156 struct __compat_aio_sigset {
2157         compat_sigset_t __user  *sigmask;
2158         compat_size_t           sigsetsize;
2159 };
2160
2161 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2162                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2163                 compat_long_t, min_nr,
2164                 compat_long_t, nr,
2165                 struct io_event __user *, events,
2166                 struct compat_timespec __user *, timeout,
2167                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2168 {
2169         struct __compat_aio_sigset ksig = { NULL, };
2170         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2171         struct timespec64 t;
2172         int ret;
2173
2174         if (timeout && compat_get_timespec64(&t, timeout))
2175                 return -EFAULT;
2176
2177         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2178                 return -EFAULT;
2179
2180         if (ksig.sigmask) {
2181                 if (ksig.sigsetsize != sizeof(compat_sigset_t))
2182                         return -EINVAL;
2183                 if (get_compat_sigset(&ksigmask, ksig.sigmask))
2184                         return -EFAULT;
2185                 sigdelsetmask(&ksigmask, sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGSTOP));
2186                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &ksigmask, &sigsaved);
2187         }
2188
2189         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2190         if (signal_pending(current)) {
2191                 if (ksig.sigmask) {
2192                         current->saved_sigmask = sigsaved;
2193                         set_restore_sigmask();
2194                 }
2195                 if (!ret)
2196                         ret = -ERESTARTNOHAND;
2197         } else {
2198                 if (ksig.sigmask)
2199                         sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigsaved, NULL);
2200         }
2201
2202         return ret;
2203 }
2204 #endif