fs/aio.c

   1 /*
   2  *      An async IO implementation for Linux
   3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
   4  *
   5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
   6  *
   7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
   8  *
   9  *      See ../COPYING for licensing terms.
  10  */
  11 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
  12
  13 #include <linux/kernel.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/errno.h>
  16 #include <linux/time.h>
  17 #include <linux/aio_abi.h>
  18 #include <linux/export.h>
  19 #include <linux/syscalls.h>
  20 #include <linux/backing-dev.h>
  21 #include <linux/uio.h>
  22
  23 #include <linux/sched.h>
  24 #include <linux/fs.h>
  25 #include <linux/file.h>
  26 #include <linux/mm.h>
  27 #include <linux/mman.h>
  28 #include <linux/mmu_context.h>
  29 #include <linux/percpu.h>
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/timer.h>
  32 #include <linux/aio.h>
  33 #include <linux/highmem.h>
  34 #include <linux/workqueue.h>
  35 #include <linux/security.h>
  36 #include <linux/eventfd.h>
  37 #include <linux/blkdev.h>
  38 #include <linux/compat.h>
  39 #include <linux/migrate.h>
  40 #include <linux/ramfs.h>
  41 #include <linux/percpu-refcount.h>
  42 #include <linux/mount.h>
  43
  44 #include <asm/kmap_types.h>
  45 #include <asm/uaccess.h>
  46
  47 #include "internal.h"
  48
  49 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  50 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  51 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  52 struct aio_ring {
  53         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  54         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  55         unsigned        head;
  56         unsigned        tail;
  57
  58         unsigned        magic;
  59         unsigned        compat_features;
  60         unsigned        incompat_features;
  61         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  62
  63
  64         struct io_event         io_events[0];
  65 }; /* 128 bytes + ring size */
  66
  67 #define AIO_RING_PAGES  8
  68
  69 struct kioctx_table {
  70         struct rcu_head rcu;
  71         unsigned        nr;
  72         struct kioctx   *table[];
  73 };
  74
  75 struct kioctx_cpu {
  76         unsigned                reqs_available;
  77 };
  78
  79 struct kioctx {
  80         struct percpu_ref       users;
  81         atomic_t                dead;
  82
  83         struct percpu_ref       reqs;
  84
  85         unsigned long           user_id;
  86
  87         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
  88
  89         /*
  90          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
  91          * counter at a time:
  92          */
  93         unsigned                req_batch;
  94         /*
  95          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
  96          * anything but counting against the global max_reqs quota.
  97          *
  98          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
  99          * aio_setup_ring())
 100          */
 101         unsigned                max_reqs;
 102
 103         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 104         unsigned                nr_events;
 105
 106         unsigned long           mmap_base;
 107         unsigned long           mmap_size;
 108
 109         struct page             **ring_pages;
 110         long                    nr_pages;
 111
 112         struct work_struct      free_work;
 113
 114         struct {
 115                 /*
 116                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 117                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 118                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 119                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 120                  *
 121                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 122                  */
 123                 atomic_t        reqs_available;
 124         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 125
 126         struct {
 127                 spinlock_t      ctx_lock;
 128                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 129         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 130
 131         struct {
 132                 struct mutex    ring_lock;
 133                 wait_queue_head_t wait;
 134         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 135
 136         struct {
 137                 unsigned        tail;
 138                 spinlock_t      completion_lock;
 139         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 140
 141         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 142         struct file             *aio_ring_file;
 143
 144         unsigned                id;
 145 };
 146
 147 /*------ sysctl variables----*/
 148 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 149 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 150 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 151 /*----end sysctl variables---*/
 152
 153 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 154 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 155
 156 static struct vfsmount *aio_mnt;
 157
 158 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 159 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 160
 161 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 162 {
 163         struct qstr this = QSTR_INIT("[aio]", 5);
 164         struct file *file;
 165         struct path path;
 166         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 167         if (IS_ERR(inode))
 168                 return ERR_CAST(inode);
 169
 170         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 171         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 172         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 173
 174         path.dentry = d_alloc_pseudo(aio_mnt->mnt_sb, &this);
 175         if (!path.dentry) {
 176                 iput(inode);
 177                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 178         }
 179         path.mnt = mntget(aio_mnt);
 180
 181         d_instantiate(path.dentry, inode);
 182         file = alloc_file(&path, FMODE_READ | FMODE_WRITE, &aio_ring_fops);
 183         if (IS_ERR(file)) {
 184                 path_put(&path);
 185                 return file;
 186         }
 187
 188         file->f_flags = O_RDWR;
 189         file->private_data = ctx;
 190         return file;
 191 }
 192
 193 static struct dentry *aio_mount(struct file_system_type *fs_type,
 194                                 int flags, const char *dev_name, void *data)
 195 {
 196         static const struct dentry_operations ops = {
 197                 .d_dname        = simple_dname,
 198         };
 199         return mount_pseudo(fs_type, "aio:", NULL, &ops, 0xa10a10a1);
 200 }
 201
 202 /* aio_setup
 203  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 204  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 205  */
 206 static int __init aio_setup(void)
 207 {
 208         static struct file_system_type aio_fs = {
 209                 .name           = "aio",
 210                 .mount          = aio_mount,
 211                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 212         };
 213         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 214         if (IS_ERR(aio_mnt))
 215                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 216
 217         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 218         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 219
 220         pr_debug("sizeof(struct page) = %zu\n", sizeof(struct page));
 221
 222         return 0;
 223 }
 224 __initcall(aio_setup);
 225
 226 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 227 {
 228         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 229         if (aio_ring_file) {
 230                 truncate_setsize(aio_ring_file->f_inode, 0);
 231
 232                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 233                 spin_lock(&aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_lock);
 234                 aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_data = NULL;
 235                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 236                 spin_unlock(&aio_ring_file->f_inode->i_mapping->private_lock);
 237
 238                 fput(aio_ring_file);
 239         }
 240 }
 241
 242 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 243 {
 244         int i;
 245
 246         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 247                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 248                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 249                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 250         }
 251
 252         put_aio_ring_file(ctx);
 253
 254         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 255                 kfree(ctx->ring_pages);
 256                 ctx->ring_pages = NULL;
 257         }
 258 }
 259
 260 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 261 {
 262         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
 263         return 0;
 264 }
 265
 266 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 267         .mmap = aio_ring_mmap,
 268 };
 269
 270 static int aio_set_page_dirty(struct page *page)
 271 {
 272         return 0;
 273 }
 274
 275 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 276 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 277                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 278 {
 279         struct kioctx *ctx;
 280         unsigned long flags;
 281         int rc;
 282
 283         /* Writeback must be complete */
 284         BUG_ON(PageWriteback(old));
 285         put_page(old);
 286
 287         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode);
 288         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 289                 get_page(old);
 290                 return rc;
 291         }
 292
 293         get_page(new);
 294
 295         /* We can potentially race against kioctx teardown here.  Use the
 296          * address_space's private data lock to protect the mapping's
 297          * private_data.
 298          */
 299         spin_lock(&mapping->private_lock);
 300         ctx = mapping->private_data;
 301         if (ctx) {
 302                 pgoff_t idx;
 303                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 304                 migrate_page_copy(new, old);
 305                 idx = old->index;
 306                 if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages)
 307                         ctx->ring_pages[idx] = new;
 308                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 309         } else
 310                 rc = -EBUSY;
 311         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 312
 313         return rc;
 314 }
 315 #endif
 316
 317 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 318         .set_page_dirty = aio_set_page_dirty,
 319 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 320         .migratepage    = aio_migratepage,
 321 #endif
 322 };
 323
 324 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 325 {
 326         struct aio_ring *ring;
 327         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 328         struct mm_struct *mm = current->mm;
 329         unsigned long size, populate;
 330         int nr_pages;
 331         int i;
 332         struct file *file;
 333
 334         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 335         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 336
 337         size = sizeof(struct aio_ring);
 338         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 339
 340         nr_pages = PFN_UP(size);
 341         if (nr_pages < 0)
 342                 return -EINVAL;
 343
 344         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 345         if (IS_ERR(file)) {
 346                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 347                 return -EAGAIN;
 348         }
 349
 350         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 351                 struct page *page;
 352                 page = find_or_create_page(file->f_inode->i_mapping,
 353                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 354                 if (!page)
 355                         break;
 356                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 357                          current->pid, i, page_count(page));
 358                 SetPageUptodate(page);
 359                 SetPageDirty(page);
 360                 unlock_page(page);
 361         }
 362         ctx->aio_ring_file = file;
 363         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 364                         / sizeof(struct io_event);
 365
 366         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 367         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 368                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 369                                           GFP_KERNEL);
 370                 if (!ctx->ring_pages)
 371                         return -ENOMEM;
 372         }
 373
 374         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 375         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 376
 377         down_write(&mm->mmap_sem);
 378         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 379                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 380                                        MAP_SHARED | MAP_POPULATE, 0, &populate);
 381         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 382                 up_write(&mm->mmap_sem);
 383                 ctx->mmap_size = 0;
 384                 aio_free_ring(ctx);
 385                 return -EAGAIN;
 386         }
 387
 388         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 389
 390         /* We must do this while still holding mmap_sem for write, as we
 391          * need to be protected against userspace attempting to mremap()
 392          * or munmap() the ring buffer.
 393          */
 394         ctx->nr_pages = get_user_pages(current, mm, ctx->mmap_base, nr_pages,
 395                                        1, 0, ctx->ring_pages, NULL);
 396
 397         /* Dropping the reference here is safe as the page cache will hold
 398          * onto the pages for us.  It is also required so that page migration
 399          * can unmap the pages and get the right reference count.
 400          */
 401         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++)
 402                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 403
 404         up_write(&mm->mmap_sem);
 405
 406         if (unlikely(ctx->nr_pages != nr_pages)) {
 407                 aio_free_ring(ctx);
 408                 return -EAGAIN;
 409         }
 410
 411         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 412         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 413
 414         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 415         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 416         ring->id = ~0U;
 417         ring->head = ring->tail = 0;
 418         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 419         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 420         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 421         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 422         kunmap_atomic(ring);
 423         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 424
 425         return 0;
 426 }
 427
 428 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 429 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 430 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 431
 432 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *req, kiocb_cancel_fn *cancel)
 433 {
 434         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 435         unsigned long flags;
 436
 437         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 438
 439         if (!req->ki_list.next)
 440                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 441
 442         req->ki_cancel = cancel;
 443
 444         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 445 }
 446 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 447
 448 static int kiocb_cancel(struct kioctx *ctx, struct kiocb *kiocb)
 449 {
 450         kiocb_cancel_fn *old, *cancel;
 451
 452         /*
 453          * Don't want to set kiocb->ki_cancel = KIOCB_CANCELLED unless it
 454          * actually has a cancel function, hence the cmpxchg()
 455          */
 456
 457         cancel = ACCESS_ONCE(kiocb->ki_cancel);
 458         do {
 459                 if (!cancel || cancel == KIOCB_CANCELLED)
 460                         return -EINVAL;
 461
 462                 old = cancel;
 463                 cancel = cmpxchg(&kiocb->ki_cancel, old, KIOCB_CANCELLED);
 464         } while (cancel != old);
 465
 466         return cancel(kiocb);
 467 }
 468
 469 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 470 {
 471         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, free_work);
 472
 473         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 474
 475         aio_free_ring(ctx);
 476         free_percpu(ctx->cpu);
 477         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 478 }
 479
 480 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 481 {
 482         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 483
 484         INIT_WORK(&ctx->free_work, free_ioctx);
 485         schedule_work(&ctx->free_work);
 486 }
 487
 488 /*
 489  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 490  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 491  * now it's safe to cancel any that need to be.
 492  */
 493 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 494 {
 495         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 496         struct kiocb *req;
 497
 498         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 499
 500         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 501                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 502                                        struct kiocb, ki_list);
 503
 504                 list_del_init(&req->ki_list);
 505                 kiocb_cancel(ctx, req);
 506         }
 507
 508         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 509
 510         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 511         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 512 }
 513
 514 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 515 {
 516         unsigned i, new_nr;
 517         struct kioctx_table *table, *old;
 518         struct aio_ring *ring;
 519
 520         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 521         rcu_read_lock();
 522         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 523
 524         while (1) {
 525                 if (table)
 526                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 527                                 if (!table->table[i]) {
 528                                         ctx->id = i;
 529                                         table->table[i] = ctx;
 530                                         rcu_read_unlock();
 531                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 532
 533                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 534                                         ring->id = ctx->id;
 535                                         kunmap_atomic(ring);
 536                                         return 0;
 537                                 }
 538
 539                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 540
 541                 rcu_read_unlock();
 542                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 543
 544                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 545                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 546                 if (!table)
 547                         return -ENOMEM;
 548
 549                 table->nr = new_nr;
 550
 551                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 552                 rcu_read_lock();
 553                 old = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 554
 555                 if (!old) {
 556                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 557                 } else if (table->nr > old->nr) {
 558                         memcpy(table->table, old->table,
 559                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 560
 561                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 562                         kfree_rcu(old, rcu);
 563                 } else {
 564                         kfree(table);
 565                         table = old;
 566                 }
 567         }
 568 }
 569
 570 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 571 {
 572         spin_lock(&aio_nr_lock);
 573         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 574                 aio_nr = 0;
 575         else
 576                 aio_nr -= nr;
 577         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 578 }
 579
 580 /* ioctx_alloc
 581  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 582  */
 583 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 584 {
 585         struct mm_struct *mm = current->mm;
 586         struct kioctx *ctx;
 587         int err = -ENOMEM;
 588
 589         /*
 590          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 591          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 592          *
 593          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 594          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 595          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 596          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 597          */
 598         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 599         nr_events *= 2;
 600
 601         /* Prevent overflows */
 602         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 603             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 604                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 605                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 606         }
 607
 608         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > (aio_max_nr * 2UL))
 609                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 610
 611         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 612         if (!ctx)
 613                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 614
 615         ctx->max_reqs = nr_events;
 616
 617         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users))
 618                 goto err;
 619
 620         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs))
 621                 goto err;
 622
 623         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 624         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 625         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 626         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 627
 628         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 629
 630         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 631         if (!ctx->cpu)
 632                 goto err;
 633
 634         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 635                 goto err;
 636
 637         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 638         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 639         if (ctx->req_batch < 1)
 640                 ctx->req_batch = 1;
 641
 642         /* limit the number of system wide aios */
 643         spin_lock(&aio_nr_lock);
 644         if (aio_nr + nr_events > (aio_max_nr * 2UL) ||
 645             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 646                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 647                 err = -EAGAIN;
 648                 goto err;
 649         }
 650         aio_nr += ctx->max_reqs;
 651         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 652
 653         percpu_ref_get(&ctx->users); /* io_setup() will drop this ref */
 654
 655         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 656         if (err)
 657                 goto err_cleanup;
 658
 659         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 660                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 661         return ctx;
 662
 663 err_cleanup:
 664         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 665 err:
 666         free_percpu(ctx->cpu);
 667         free_percpu(ctx->reqs.pcpu_count);
 668         free_percpu(ctx->users.pcpu_count);
 669         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 670         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 671         return ERR_PTR(err);
 672 }
 673
 674 /* kill_ioctx
 675  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 676  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 677  *      the rapid destruction of the kioctx.
 678  */
 679 static void kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx)
 680 {
 681         if (!atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 682                 struct kioctx_table *table;
 683
 684                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 685                 rcu_read_lock();
 686                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 687
 688                 WARN_ON(ctx != table->table[ctx->id]);
 689                 table->table[ctx->id] = NULL;
 690                 rcu_read_unlock();
 691                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 692
 693                 /* percpu_ref_kill() will do the necessary call_rcu() */
 694                 wake_up_all(&ctx->wait);
 695
 696                 /*
 697                  * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 698                  * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 699                  * has already returned, so io_setup() could potentially return
 700                  * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 701                  *  could tell).
 702                  */
 703                 aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 704
 705                 if (ctx->mmap_size)
 706                         vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 707
 708                 percpu_ref_kill(&ctx->users);
 709         }
 710 }
 711
 712 /* wait_on_sync_kiocb:
 713  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 714  */
 715 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *req)
 716 {
 717         while (!req->ki_ctx) {
 718                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 719                 if (req->ki_ctx)
 720                         break;
 721                 io_schedule();
 722         }
 723         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 724         return req->ki_user_data;
 725 }
 726 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 727
 728 /*
 729  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 730  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 731  * called on the context.
 732  *
 733  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 734  * them.
 735  */
 736 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 737 {
 738         struct kioctx_table *table;
 739         struct kioctx *ctx;
 740         unsigned i = 0;
 741
 742         while (1) {
 743                 rcu_read_lock();
 744                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 745
 746                 do {
 747                         if (!table || i >= table->nr) {
 748                                 rcu_read_unlock();
 749                                 rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, NULL);
 750                                 if (table)
 751                                         kfree(table);
 752                                 return;
 753                         }
 754
 755                         ctx = table->table[i++];
 756                 } while (!ctx);
 757
 758                 rcu_read_unlock();
 759
 760                 /*
 761                  * We don't need to bother with munmap() here -
 762                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 763                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 764                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 765                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 766                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 767                  */
 768                 ctx->mmap_size = 0;
 769
 770                 kill_ioctx(mm, ctx);
 771         }
 772 }
 773
 774 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 775 {
 776         struct kioctx_cpu *kcpu;
 777
 778         preempt_disable();
 779         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 780
 781         kcpu->reqs_available += nr;
 782         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 783                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 784                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 785         }
 786
 787         preempt_enable();
 788 }
 789
 790 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 791 {
 792         struct kioctx_cpu *kcpu;
 793         bool ret = false;
 794
 795         preempt_disable();
 796         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 797
 798         if (!kcpu->reqs_available) {
 799                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 800
 801                 do {
 802                         if (avail < ctx->req_batch)
 803                                 goto out;
 804
 805                         old = avail;
 806                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 807                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 808                 } while (avail != old);
 809
 810                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 811         }
 812
 813         ret = true;
 814         kcpu->reqs_available--;
 815 out:
 816         preempt_enable();
 817         return ret;
 818 }
 819
 820 /* aio_get_req
 821  *      Allocate a slot for an aio request.
 822  * Returns NULL if no requests are free.
 823  */
 824 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 825 {
 826         struct kiocb *req;
 827
 828         if (!get_reqs_available(ctx))
 829                 return NULL;
 830
 831         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
 832         if (unlikely(!req))
 833                 goto out_put;
 834
 835         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
 836
 837         req->ki_ctx = ctx;
 838         return req;
 839 out_put:
 840         put_reqs_available(ctx, 1);
 841         return NULL;
 842 }
 843
 844 static void kiocb_free(struct kiocb *req)
 845 {
 846         if (req->ki_filp)
 847                 fput(req->ki_filp);
 848         if (req->ki_eventfd != NULL)
 849                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 850         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 851 }
 852
 853 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 854 {
 855         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
 856         struct mm_struct *mm = current->mm;
 857         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 858         struct kioctx_table *table;
 859         unsigned id;
 860
 861         if (get_user(id, &ring->id))
 862                 return NULL;
 863
 864         rcu_read_lock();
 865         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 866
 867         if (!table || id >= table->nr)
 868                 goto out;
 869
 870         ctx = table->table[id];
 871         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
 872                 percpu_ref_get(&ctx->users);
 873                 ret = ctx;
 874         }
 875 out:
 876         rcu_read_unlock();
 877         return ret;
 878 }
 879
 880 /* aio_complete
 881  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 882  */
 883 void aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 884 {
 885         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 886         struct aio_ring *ring;
 887         struct io_event *ev_page, *event;
 888         unsigned long   flags;
 889         unsigned tail, pos;
 890
 891         /*
 892          * Special case handling for sync iocbs:
 893          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 894          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 895          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 896          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 897          */
 898         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 899                 iocb->ki_user_data = res;
 900                 smp_wmb();
 901                 iocb->ki_ctx = ERR_PTR(-EXDEV);
 902                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 903                 return;
 904         }
 905
 906         if (iocb->ki_list.next) {
 907                 unsigned long flags;
 908
 909                 spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 910                 list_del(&iocb->ki_list);
 911                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 912         }
 913
 914         /*
 915          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
 916          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
 917          * pointer since we might be called from irq context.
 918          */
 919         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 920
 921         tail = ctx->tail;
 922         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
 923
 924         if (++tail >= ctx->nr_events)
 925                 tail = 0;
 926
 927         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 928         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
 929
 930         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 931         event->data = iocb->ki_user_data;
 932         event->res = res;
 933         event->res2 = res2;
 934
 935         kunmap_atomic(ev_page);
 936         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 937
 938         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 939                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 940                  res, res2);
 941
 942         /* after flagging the request as done, we
 943          * must never even look at it again
 944          */
 945         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 946
 947         ctx->tail = tail;
 948
 949         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 950         ring->tail = tail;
 951         kunmap_atomic(ring);
 952         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 953
 954         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 955
 956         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
 957
 958         /*
 959          * Check if the user asked us to deliver the result through an
 960          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
 961          * from IRQ context.
 962          */
 963         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
 964                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
 965
 966         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
 967         kiocb_free(iocb);
 968
 969         /*
 970          * We have to order our ring_info tail store above and test
 971          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
 972          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
 973          * ordered with the unlocked test.
 974          */
 975         smp_mb();
 976
 977         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
 978                 wake_up(&ctx->wait);
 979
 980         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 981 }
 982 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
 983
 984 /* aio_read_events
 985  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
 986  *      events fetched
 987  */
 988 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
 989                                  struct io_event __user *event, long nr)
 990 {
 991         struct aio_ring *ring;
 992         unsigned head, tail, pos;
 993         long ret = 0;
 994         int copy_ret;
 995
 996         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 997
 998         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 999         head = ring->head;
1000         tail = ring->tail;
1001         kunmap_atomic(ring);
1002
1003         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1004
1005         if (head == tail)
1006                 goto out;
1007
1008         while (ret < nr) {
1009                 long avail;
1010                 struct io_event *ev;
1011                 struct page *page;
1012
1013                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1014                 if (head == tail)
1015                         break;
1016
1017                 avail = min(avail, nr - ret);
1018                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE -
1019                             ((head + AIO_EVENTS_OFFSET) % AIO_EVENTS_PER_PAGE));
1020
1021                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1022                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1023                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1024
1025                 ev = kmap(page);
1026                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1027                                         sizeof(*ev) * avail);
1028                 kunmap(page);
1029
1030                 if (unlikely(copy_ret)) {
1031                         ret = -EFAULT;
1032                         goto out;
1033                 }
1034
1035                 ret += avail;
1036                 head += avail;
1037                 head %= ctx->nr_events;
1038         }
1039
1040         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1041         ring->head = head;
1042         kunmap_atomic(ring);
1043         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1044
1045         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1046
1047         put_reqs_available(ctx, ret);
1048 out:
1049         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1050
1051         return ret;
1052 }
1053
1054 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1055                             struct io_event __user *event, long *i)
1056 {
1057         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1058
1059         if (ret > 0)
1060                 *i += ret;
1061
1062         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1063                 ret = -EINVAL;
1064
1065         if (!*i)
1066                 *i = ret;
1067
1068         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1069 }
1070
1071 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1072                         struct io_event __user *event,
1073                         struct timespec __user *timeout)
1074 {
1075         ktime_t until = { .tv64 = KTIME_MAX };
1076         long ret = 0;
1077
1078         if (timeout) {
1079                 struct timespec ts;
1080
1081                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1082                         return -EFAULT;
1083
1084                 until = timespec_to_ktime(ts);
1085         }
1086
1087         /*
1088          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1089          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1090          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1091          *
1092          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1093          * the task state back to TASK_RUNNING.
1094          *
1095          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1096          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1097          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1098          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1099          * something to be aware of when touching this code.
1100          */
1101         wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1102                         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret), until);
1103
1104         if (!ret && signal_pending(current))
1105                 ret = -EINTR;
1106
1107         return ret;
1108 }
1109
1110 /* sys_io_setup:
1111  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1112  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1113  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1114  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1115  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1116  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1117  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1118  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1119  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1120  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1121  *      implemented.
1122  */
1123 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1124 {
1125         struct kioctx *ioctx = NULL;
1126         unsigned long ctx;
1127         long ret;
1128
1129         ret = get_user(ctx, ctxp);
1130         if (unlikely(ret))
1131                 goto out;
1132
1133         ret = -EINVAL;
1134         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1135                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1136                          ctx, nr_events);
1137                 goto out;
1138         }
1139
1140         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1141         ret = PTR_ERR(ioctx);
1142         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1143                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1144                 if (ret)
1145                         kill_ioctx(current->mm, ioctx);
1146                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1147         }
1148
1149 out:
1150         return ret;
1151 }
1152
1153 /* sys_io_destroy:
1154  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1155  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1156  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1157  *      is invalid.
1158  */
1159 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1160 {
1161         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1162         if (likely(NULL != ioctx)) {
1163                 kill_ioctx(current->mm, ioctx);
1164                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1165                 return 0;
1166         }
1167         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1168         return -EINVAL;
1169 }
1170
1171 typedef ssize_t (aio_rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1172                             unsigned long, loff_t);
1173
1174 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(struct kiocb *kiocb,
1175                                      int rw, char __user *buf,
1176                                      unsigned long *nr_segs,
1177                                      struct iovec **iovec,
1178                                      bool compat)
1179 {
1180         ssize_t ret;
1181
1182         *nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1183
1184 #ifdef CONFIG_COMPAT
1185         if (compat)
1186                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(rw,
1187                                 (struct compat_iovec __user *)buf,
1188                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1189         else
1190 #endif
1191                 ret = rw_copy_check_uvector(rw,
1192                                 (struct iovec __user *)buf,
1193                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1194         if (ret < 0)
1195                 return ret;
1196
1197         /* ki_nbytes now reflect bytes instead of segs */
1198         kiocb->ki_nbytes = ret;
1199         return 0;
1200 }
1201
1202 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb,
1203                                        int rw, char __user *buf,
1204                                        unsigned long *nr_segs,
1205                                        struct iovec *iovec)
1206 {
1207         if (unlikely(!access_ok(!rw, buf, kiocb->ki_nbytes)))
1208                 return -EFAULT;
1209
1210         iovec->iov_base = buf;
1211         iovec->iov_len = kiocb->ki_nbytes;
1212         *nr_segs = 1;
1213         return 0;
1214 }
1215
1216 /*
1217  * aio_setup_iocb:
1218  *      Performs the initial checks and aio retry method
1219  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1220  */
1221 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *req, unsigned opcode,
1222                             char __user *buf, bool compat)
1223 {
1224         struct file *file = req->ki_filp;
1225         ssize_t ret;
1226         unsigned long nr_segs;
1227         int rw;
1228         fmode_t mode;
1229         aio_rw_op *rw_op;
1230         struct iovec inline_vec, *iovec = &inline_vec;
1231
1232         switch (opcode) {
1233         case IOCB_CMD_PREAD:
1234         case IOCB_CMD_PREADV:
1235                 mode    = FMODE_READ;
1236                 rw      = READ;
1237                 rw_op   = file->f_op->aio_read;
1238                 goto rw_common;
1239
1240         case IOCB_CMD_PWRITE:
1241         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1242                 mode    = FMODE_WRITE;
1243                 rw      = WRITE;
1244                 rw_op   = file->f_op->aio_write;
1245                 goto rw_common;
1246 rw_common:
1247                 if (unlikely(!(file->f_mode & mode)))
1248                         return -EBADF;
1249
1250                 if (!rw_op)
1251                         return -EINVAL;
1252
1253                 ret = (opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1254                        opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1255                         ? aio_setup_vectored_rw(req, rw, buf, &nr_segs,
1256                                                 &iovec, compat)
1257                         : aio_setup_single_vector(req, rw, buf, &nr_segs,
1258                                                   iovec);
1259                 if (ret)
1260                         return ret;
1261
1262                 ret = rw_verify_area(rw, file, &req->ki_pos, req->ki_nbytes);
1263                 if (ret < 0) {
1264                         if (iovec != &inline_vec)
1265                                 kfree(iovec);
1266                         return ret;
1267                 }
1268
1269                 req->ki_nbytes = ret;
1270
1271                 /* XXX: move/kill - rw_verify_area()? */
1272                 /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1273                 if (req->ki_pos < 0) {
1274                         ret = -EINVAL;
1275                         break;
1276                 }
1277
1278                 if (rw == WRITE)
1279                         file_start_write(file);
1280
1281                 ret = rw_op(req, iovec, nr_segs, req->ki_pos);
1282
1283                 if (rw == WRITE)
1284                         file_end_write(file);
1285                 break;
1286
1287         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1288                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1289                         return -EINVAL;
1290
1291                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 1);
1292                 break;
1293
1294         case IOCB_CMD_FSYNC:
1295                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1296                         return -EINVAL;
1297
1298                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 0);
1299                 break;
1300
1301         default:
1302                 pr_debug("EINVAL: no operation provided\n");
1303                 return -EINVAL;
1304         }
1305
1306         if (iovec != &inline_vec)
1307                 kfree(iovec);
1308
1309         if (ret != -EIOCBQUEUED) {
1310                 /*
1311                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1312                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1313                  */
1314                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
1315                              ret == -ERESTARTNOHAND ||
1316                              ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
1317                         ret = -EINTR;
1318                 aio_complete(req, ret, 0);
1319         }
1320
1321         return 0;
1322 }
1323
1324 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1325                          struct iocb *iocb, bool compat)
1326 {
1327         struct kiocb *req;
1328         ssize_t ret;
1329
1330         /* enforce forwards compatibility on users */
1331         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1332                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1333                 return -EINVAL;
1334         }
1335
1336         /* prevent overflows */
1337         if (unlikely(
1338             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1339             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1340             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1341            )) {
1342                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1343                 return -EINVAL;
1344         }
1345
1346         req = aio_get_req(ctx);
1347         if (unlikely(!req))
1348                 return -EAGAIN;
1349
1350         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1351         if (unlikely(!req->ki_filp)) {
1352                 ret = -EBADF;
1353                 goto out_put_req;
1354         }
1355
1356         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1357                 /*
1358                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1359                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1360                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1361                  * event using the eventfd_signal() function.
1362                  */
1363                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1364                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1365                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1366                         req->ki_eventfd = NULL;
1367                         goto out_put_req;
1368                 }
1369         }
1370
1371         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1372         if (unlikely(ret)) {
1373                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1374                 goto out_put_req;
1375         }
1376
1377         req->ki_obj.user = user_iocb;
1378         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1379         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1380         req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1381
1382         ret = aio_run_iocb(req, iocb->aio_lio_opcode,
1383                            (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf,
1384                            compat);
1385         if (ret)
1386                 goto out_put_req;
1387
1388         return 0;
1389 out_put_req:
1390         put_reqs_available(ctx, 1);
1391         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1392         kiocb_free(req);
1393         return ret;
1394 }
1395
1396 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1397                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1398 {
1399         struct kioctx *ctx;
1400         long ret = 0;
1401         int i = 0;
1402         struct blk_plug plug;
1403
1404         if (unlikely(nr < 0))
1405                 return -EINVAL;
1406
1407         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1408                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1409
1410         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1411                 return -EFAULT;
1412
1413         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1414         if (unlikely(!ctx)) {
1415                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1416                 return -EINVAL;
1417         }
1418
1419         blk_start_plug(&plug);
1420
1421         /*
1422          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1423          * successfully submitted?
1424          */
1425         for (i=0; i<nr; i++) {
1426                 struct iocb __user *user_iocb;
1427                 struct iocb tmp;
1428
1429                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1430                         ret = -EFAULT;
1431                         break;
1432                 }
1433
1434                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1435                         ret = -EFAULT;
1436                         break;
1437                 }
1438
1439                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1440                 if (ret)
1441                         break;
1442         }
1443         blk_finish_plug(&plug);
1444
1445         percpu_ref_put(&ctx->users);
1446         return i ? i : ret;
1447 }
1448
1449 /* sys_io_submit:
1450  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1451  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1452  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1453  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1454  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1455  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1456  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1457  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1458  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1459  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1460  */
1461 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1462                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1463 {
1464         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1465 }
1466
1467 /* lookup_kiocb
1468  *      Finds a given iocb for cancellation.
1469  */
1470 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1471                                   u32 key)
1472 {
1473         struct list_head *pos;
1474
1475         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1476
1477         if (key != KIOCB_KEY)
1478                 return NULL;
1479
1480         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1481         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1482                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1483                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb)
1484                         return kiocb;
1485         }
1486         return NULL;
1487 }
1488
1489 /* sys_io_cancel:
1490  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1491  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1492  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1493  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1494  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1495  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1496  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1497  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1498  */
1499 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1500                 struct io_event __user *, result)
1501 {
1502         struct kioctx *ctx;
1503         struct kiocb *kiocb;
1504         u32 key;
1505         int ret;
1506
1507         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1508         if (unlikely(ret))
1509                 return -EFAULT;
1510
1511         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1512         if (unlikely(!ctx))
1513                 return -EINVAL;
1514
1515         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1516
1517         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1518         if (kiocb)
1519                 ret = kiocb_cancel(ctx, kiocb);
1520         else
1521                 ret = -EINVAL;
1522
1523         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1524
1525         if (!ret) {
1526                 /*
1527                  * The result argument is no longer used - the io_event is
1528                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
1529                  * cancellation is progress:
1530                  */
1531                 ret = -EINPROGRESS;
1532         }
1533
1534         percpu_ref_put(&ctx->users);
1535
1536         return ret;
1537 }
1538
1539 /* io_getevents:
1540  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1541  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1542  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1543  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1544  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1545  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1546  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1547  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1548  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1549  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1550  */
1551 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1552                 long, min_nr,
1553                 long, nr,
1554                 struct io_event __user *, events,
1555                 struct timespec __user *, timeout)
1556 {
1557         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1558         long ret = -EINVAL;
1559
1560         if (likely(ioctx)) {
1561                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1562                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1563                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1564         }
1565         return ret;
1566 }