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                 struct page *page;
 248                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 249                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 250                 page = ctx->ring_pages[i];
 251                 if (!page)
 252                         continue;
 253                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 254                 put_page(page);
 255         }
 256
 257         put_aio_ring_file(ctx);
 258
 259         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 260                 kfree(ctx->ring_pages);
 261                 ctx->ring_pages = NULL;
 262         }
 263 }
 264
 265 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 266 {
 267         vma->vm_ops = &generic_file_vm_ops;
 268         return 0;
 269 }
 270
 271 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 272         .mmap = aio_ring_mmap,
 273 };
 274
 275 static int aio_set_page_dirty(struct page *page)
 276 {
 277         return 0;
 278 }
 279
 280 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 281 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 282                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 283 {
 284         struct kioctx *ctx;
 285         unsigned long flags;
 286         int rc;
 287
 288         rc = 0;
 289
 290         /* Make sure the old page hasn't already been changed */
 291         spin_lock(&mapping->private_lock);
 292         ctx = mapping->private_data;
 293         if (ctx) {
 294                 pgoff_t idx;
 295                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 296                 idx = old->index;
 297                 if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 298                         if (ctx->ring_pages[idx] != old)
 299                                 rc = -EAGAIN;
 300                 } else
 301                         rc = -EINVAL;
 302                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 303         } else
 304                 rc = -EINVAL;
 305         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 306
 307         if (rc != 0)
 308                 return rc;
 309
 310         /* Writeback must be complete */
 311         BUG_ON(PageWriteback(old));
 312         get_page(new);
 313
 314         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode, 1);
 315         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 316                 put_page(new);
 317                 return rc;
 318         }
 319
 320         /* We can potentially race against kioctx teardown here.  Use the
 321          * address_space's private data lock to protect the mapping's
 322          * private_data.
 323          */
 324         spin_lock(&mapping->private_lock);
 325         ctx = mapping->private_data;
 326         if (ctx) {
 327                 pgoff_t idx;
 328                 spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 329                 migrate_page_copy(new, old);
 330                 idx = old->index;
 331                 if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 332                         /* And only do the move if things haven't changed */
 333                         if (ctx->ring_pages[idx] == old)
 334                                 ctx->ring_pages[idx] = new;
 335                         else
 336                                 rc = -EAGAIN;
 337                 } else
 338                         rc = -EINVAL;
 339                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 340         } else
 341                 rc = -EBUSY;
 342         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 343
 344         if (rc == MIGRATEPAGE_SUCCESS)
 345                 put_page(old);
 346         else
 347                 put_page(new);
 348
 349         return rc;
 350 }
 351 #endif
 352
 353 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 354         .set_page_dirty = aio_set_page_dirty,
 355 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 356         .migratepage    = aio_migratepage,
 357 #endif
 358 };
 359
 360 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
 361 {
 362         struct aio_ring *ring;
 363         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
 364         struct mm_struct *mm = current->mm;
 365         unsigned long size, populate;
 366         int nr_pages;
 367         int i;
 368         struct file *file;
 369
 370         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 371         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 372
 373         size = sizeof(struct aio_ring);
 374         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 375
 376         nr_pages = PFN_UP(size);
 377         if (nr_pages < 0)
 378                 return -EINVAL;
 379
 380         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 381         if (IS_ERR(file)) {
 382                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 383                 return -EAGAIN;
 384         }
 385
 386         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 387                 struct page *page;
 388                 page = find_or_create_page(file->f_inode->i_mapping,
 389                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 390                 if (!page)
 391                         break;
 392                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 393                          current->pid, i, page_count(page));
 394                 SetPageUptodate(page);
 395                 SetPageDirty(page);
 396                 unlock_page(page);
 397         }
 398         ctx->aio_ring_file = file;
 399         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 400                         / sizeof(struct io_event);
 401
 402         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 403         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 404                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 405                                           GFP_KERNEL);
 406                 if (!ctx->ring_pages) {
 407                         put_aio_ring_file(ctx);
 408                         return -ENOMEM;
 409                 }
 410         }
 411
 412         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 413         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 414
 415         down_write(&mm->mmap_sem);
 416         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 417                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 418                                        MAP_SHARED | MAP_POPULATE, 0, &populate);
 419         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 420                 up_write(&mm->mmap_sem);
 421                 ctx->mmap_size = 0;
 422                 aio_free_ring(ctx);
 423                 return -EAGAIN;
 424         }
 425
 426         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 427
 428         /* We must do this while still holding mmap_sem for write, as we
 429          * need to be protected against userspace attempting to mremap()
 430          * or munmap() the ring buffer.
 431          */
 432         ctx->nr_pages = get_user_pages(current, mm, ctx->mmap_base, nr_pages,
 433                                        1, 0, ctx->ring_pages, NULL);
 434
 435         /* Dropping the reference here is safe as the page cache will hold
 436          * onto the pages for us.  It is also required so that page migration
 437          * can unmap the pages and get the right reference count.
 438          */
 439         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++)
 440                 put_page(ctx->ring_pages[i]);
 441
 442         up_write(&mm->mmap_sem);
 443
 444         if (unlikely(ctx->nr_pages != nr_pages)) {
 445                 aio_free_ring(ctx);
 446                 return -EAGAIN;
 447         }
 448
 449         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 450         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 451
 452         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 453         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 454         ring->id = ~0U;
 455         ring->head = ring->tail = 0;
 456         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 457         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 458         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 459         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 460         kunmap_atomic(ring);
 461         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 462
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 467 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 468 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 469
 470 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *req, kiocb_cancel_fn *cancel)
 471 {
 472         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
 473         unsigned long flags;
 474
 475         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 476
 477         if (!req->ki_list.next)
 478                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 479
 480         req->ki_cancel = cancel;
 481
 482         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 483 }
 484 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 485
 486 static int kiocb_cancel(struct kioctx *ctx, struct kiocb *kiocb)
 487 {
 488         kiocb_cancel_fn *old, *cancel;
 489
 490         /*
 491          * Don't want to set kiocb->ki_cancel = KIOCB_CANCELLED unless it
 492          * actually has a cancel function, hence the cmpxchg()
 493          */
 494
 495         cancel = ACCESS_ONCE(kiocb->ki_cancel);
 496         do {
 497                 if (!cancel || cancel == KIOCB_CANCELLED)
 498                         return -EINVAL;
 499
 500                 old = cancel;
 501                 cancel = cmpxchg(&kiocb->ki_cancel, old, KIOCB_CANCELLED);
 502         } while (cancel != old);
 503
 504         return cancel(kiocb);
 505 }
 506
 507 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 508 {
 509         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, free_work);
 510
 511         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 512
 513         aio_free_ring(ctx);
 514         free_percpu(ctx->cpu);
 515         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 516 }
 517
 518 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 519 {
 520         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 521
 522         INIT_WORK(&ctx->free_work, free_ioctx);
 523         schedule_work(&ctx->free_work);
 524 }
 525
 526 /*
 527  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 528  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 529  * now it's safe to cancel any that need to be.
 530  */
 531 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 532 {
 533         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 534         struct kiocb *req;
 535
 536         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 537
 538         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 539                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 540                                        struct kiocb, ki_list);
 541
 542                 list_del_init(&req->ki_list);
 543                 kiocb_cancel(ctx, req);
 544         }
 545
 546         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 547
 548         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 549         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 550 }
 551
 552 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 553 {
 554         unsigned i, new_nr;
 555         struct kioctx_table *table, *old;
 556         struct aio_ring *ring;
 557
 558         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 559         rcu_read_lock();
 560         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 561
 562         while (1) {
 563                 if (table)
 564                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 565                                 if (!table->table[i]) {
 566                                         ctx->id = i;
 567                                         table->table[i] = ctx;
 568                                         rcu_read_unlock();
 569                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 570
 571                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 572                                         ring->id = ctx->id;
 573                                         kunmap_atomic(ring);
 574                                         return 0;
 575                                 }
 576
 577                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 578
 579                 rcu_read_unlock();
 580                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 581
 582                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 583                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 584                 if (!table)
 585                         return -ENOMEM;
 586
 587                 table->nr = new_nr;
 588
 589                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 590                 rcu_read_lock();
 591                 old = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 592
 593                 if (!old) {
 594                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 595                 } else if (table->nr > old->nr) {
 596                         memcpy(table->table, old->table,
 597                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 598
 599                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 600                         kfree_rcu(old, rcu);
 601                 } else {
 602                         kfree(table);
 603                         table = old;
 604                 }
 605         }
 606 }
 607
 608 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 609 {
 610         spin_lock(&aio_nr_lock);
 611         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 612                 aio_nr = 0;
 613         else
 614                 aio_nr -= nr;
 615         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 616 }
 617
 618 /* ioctx_alloc
 619  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 620  */
 621 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 622 {
 623         struct mm_struct *mm = current->mm;
 624         struct kioctx *ctx;
 625         int err = -ENOMEM;
 626
 627         /*
 628          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 629          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 630          *
 631          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 632          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 633          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 634          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 635          */
 636         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 637         nr_events *= 2;
 638
 639         /* Prevent overflows */
 640         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
 641             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
 642                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 643                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 644         }
 645
 646         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > (aio_max_nr * 2UL))
 647                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 648
 649         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 650         if (!ctx)
 651                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 652
 653         ctx->max_reqs = nr_events;
 654
 655         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users))
 656                 goto err;
 657
 658         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs))
 659                 goto err;
 660
 661         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 662         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 663         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 664         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 665
 666         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 667
 668         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 669         if (!ctx->cpu)
 670                 goto err;
 671
 672         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
 673                 goto err;
 674
 675         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 676         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 677         if (ctx->req_batch < 1)
 678                 ctx->req_batch = 1;
 679
 680         /* limit the number of system wide aios */
 681         spin_lock(&aio_nr_lock);
 682         if (aio_nr + nr_events > (aio_max_nr * 2UL) ||
 683             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
 684                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 685                 err = -EAGAIN;
 686                 goto err_ctx;
 687         }
 688         aio_nr += ctx->max_reqs;
 689         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 690
 691         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 692         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 693
 694         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 695         if (err)
 696                 goto err_cleanup;
 697
 698         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 699                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 700         return ctx;
 701
 702 err_cleanup:
 703         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 704 err_ctx:
 705         aio_free_ring(ctx);
 706 err:
 707         free_percpu(ctx->cpu);
 708         free_percpu(ctx->reqs.pcpu_count);
 709         free_percpu(ctx->users.pcpu_count);
 710         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 711         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 712         return ERR_PTR(err);
 713 }
 714
 715 /* kill_ioctx
 716  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 717  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 718  *      the rapid destruction of the kioctx.
 719  */
 720 static void kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx)
 721 {
 722         if (!atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 723                 struct kioctx_table *table;
 724
 725                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 726                 rcu_read_lock();
 727                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 728
 729                 WARN_ON(ctx != table->table[ctx->id]);
 730                 table->table[ctx->id] = NULL;
 731                 rcu_read_unlock();
 732                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 733
 734                 /* percpu_ref_kill() will do the necessary call_rcu() */
 735                 wake_up_all(&ctx->wait);
 736
 737                 /*
 738                  * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 739                  * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 740                  * has already returned, so io_setup() could potentially return
 741                  * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 742                  *  could tell).
 743                  */
 744                 aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 745
 746                 if (ctx->mmap_size)
 747                         vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 748
 749                 percpu_ref_kill(&ctx->users);
 750         }
 751 }
 752
 753 /* wait_on_sync_kiocb:
 754  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
 755  */
 756 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *req)
 757 {
 758         while (!req->ki_ctx) {
 759                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 760                 if (req->ki_ctx)
 761                         break;
 762                 io_schedule();
 763         }
 764         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 765         return req->ki_user_data;
 766 }
 767 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
 768
 769 /*
 770  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 771  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 772  * called on the context.
 773  *
 774  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 775  * them.
 776  */
 777 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 778 {
 779         struct kioctx_table *table;
 780         struct kioctx *ctx;
 781         unsigned i = 0;
 782
 783         while (1) {
 784                 rcu_read_lock();
 785                 table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 786
 787                 do {
 788                         if (!table || i >= table->nr) {
 789                                 rcu_read_unlock();
 790                                 rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, NULL);
 791                                 if (table)
 792                                         kfree(table);
 793                                 return;
 794                         }
 795
 796                         ctx = table->table[i++];
 797                 } while (!ctx);
 798
 799                 rcu_read_unlock();
 800
 801                 /*
 802                  * We don't need to bother with munmap() here -
 803                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
 804                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
 805                  * as indicator that it needs to unmap the area,
 806                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
 807                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
 808                  */
 809                 ctx->mmap_size = 0;
 810
 811                 kill_ioctx(mm, ctx);
 812         }
 813 }
 814
 815 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 816 {
 817         struct kioctx_cpu *kcpu;
 818
 819         preempt_disable();
 820         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 821
 822         kcpu->reqs_available += nr;
 823         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 824                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 825                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 826         }
 827
 828         preempt_enable();
 829 }
 830
 831 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 832 {
 833         struct kioctx_cpu *kcpu;
 834         bool ret = false;
 835
 836         preempt_disable();
 837         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 838
 839         if (!kcpu->reqs_available) {
 840                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 841
 842                 do {
 843                         if (avail < ctx->req_batch)
 844                                 goto out;
 845
 846                         old = avail;
 847                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 848                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 849                 } while (avail != old);
 850
 851                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 852         }
 853
 854         ret = true;
 855         kcpu->reqs_available--;
 856 out:
 857         preempt_enable();
 858         return ret;
 859 }
 860
 861 /* aio_get_req
 862  *      Allocate a slot for an aio request.
 863  * Returns NULL if no requests are free.
 864  */
 865 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
 866 {
 867         struct kiocb *req;
 868
 869         if (!get_reqs_available(ctx))
 870                 return NULL;
 871
 872         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
 873         if (unlikely(!req))
 874                 goto out_put;
 875
 876         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
 877
 878         req->ki_ctx = ctx;
 879         return req;
 880 out_put:
 881         put_reqs_available(ctx, 1);
 882         return NULL;
 883 }
 884
 885 static void kiocb_free(struct kiocb *req)
 886 {
 887         if (req->ki_filp)
 888                 fput(req->ki_filp);
 889         if (req->ki_eventfd != NULL)
 890                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
 891         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
 892 }
 893
 894 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
 895 {
 896         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
 897         struct mm_struct *mm = current->mm;
 898         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
 899         struct kioctx_table *table;
 900         unsigned id;
 901
 902         if (get_user(id, &ring->id))
 903                 return NULL;
 904
 905         rcu_read_lock();
 906         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 907
 908         if (!table || id >= table->nr)
 909                 goto out;
 910
 911         ctx = table->table[id];
 912         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
 913                 percpu_ref_get(&ctx->users);
 914                 ret = ctx;
 915         }
 916 out:
 917         rcu_read_unlock();
 918         return ret;
 919 }
 920
 921 /* aio_complete
 922  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
 923  */
 924 void aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
 925 {
 926         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
 927         struct aio_ring *ring;
 928         struct io_event *ev_page, *event;
 929         unsigned long   flags;
 930         unsigned tail, pos;
 931
 932         /*
 933          * Special case handling for sync iocbs:
 934          *  - events go directly into the iocb for fast handling
 935          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
 936          *    ref, no other paths have a way to get another ref
 937          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
 938          */
 939         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
 940                 iocb->ki_user_data = res;
 941                 smp_wmb();
 942                 iocb->ki_ctx = ERR_PTR(-EXDEV);
 943                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
 944                 return;
 945         }
 946
 947         if (iocb->ki_list.next) {
 948                 unsigned long flags;
 949
 950                 spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 951                 list_del(&iocb->ki_list);
 952                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 953         }
 954
 955         /*
 956          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
 957          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
 958          * pointer since we might be called from irq context.
 959          */
 960         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 961
 962         tail = ctx->tail;
 963         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
 964
 965         if (++tail >= ctx->nr_events)
 966                 tail = 0;
 967
 968         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 969         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
 970
 971         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
 972         event->data = iocb->ki_user_data;
 973         event->res = res;
 974         event->res2 = res2;
 975
 976         kunmap_atomic(ev_page);
 977         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
 978
 979         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
 980                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
 981                  res, res2);
 982
 983         /* after flagging the request as done, we
 984          * must never even look at it again
 985          */
 986         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
 987
 988         ctx->tail = tail;
 989
 990         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 991         ring->tail = tail;
 992         kunmap_atomic(ring);
 993         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 994
 995         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 996
 997         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
 998
 999         /*
1000          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1001          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1002          * from IRQ context.
1003          */
1004         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1005                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1006
1007         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1008         kiocb_free(iocb);
1009
1010         /*
1011          * We have to order our ring_info tail store above and test
1012          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1013          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1014          * ordered with the unlocked test.
1015          */
1016         smp_mb();
1017
1018         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1019                 wake_up(&ctx->wait);
1020
1021         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1022 }
1023 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1024
1025 /* aio_read_events
1026  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1027  *      events fetched
1028  */
1029 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1030                                  struct io_event __user *event, long nr)
1031 {
1032         struct aio_ring *ring;
1033         unsigned head, tail, pos;
1034         long ret = 0;
1035         int copy_ret;
1036
1037         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1038
1039         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1040         head = ring->head;
1041         tail = ring->tail;
1042         kunmap_atomic(ring);
1043
1044         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1045
1046         if (head == tail)
1047                 goto out;
1048
1049         while (ret < nr) {
1050                 long avail;
1051                 struct io_event *ev;
1052                 struct page *page;
1053
1054                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1055                 if (head == tail)
1056                         break;
1057
1058                 avail = min(avail, nr - ret);
1059                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE -
1060                             ((head + AIO_EVENTS_OFFSET) % AIO_EVENTS_PER_PAGE));
1061
1062                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1063                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1064                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1065
1066                 ev = kmap(page);
1067                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1068                                         sizeof(*ev) * avail);
1069                 kunmap(page);
1070
1071                 if (unlikely(copy_ret)) {
1072                         ret = -EFAULT;
1073                         goto out;
1074                 }
1075
1076                 ret += avail;
1077                 head += avail;
1078                 head %= ctx->nr_events;
1079         }
1080
1081         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1082         ring->head = head;
1083         kunmap_atomic(ring);
1084         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1085
1086         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1087
1088         put_reqs_available(ctx, ret);
1089 out:
1090         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1091
1092         return ret;
1093 }
1094
1095 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1096                             struct io_event __user *event, long *i)
1097 {
1098         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1099
1100         if (ret > 0)
1101                 *i += ret;
1102
1103         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1104                 ret = -EINVAL;
1105
1106         if (!*i)
1107                 *i = ret;
1108
1109         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1110 }
1111
1112 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1113                         struct io_event __user *event,
1114                         struct timespec __user *timeout)
1115 {
1116         ktime_t until = { .tv64 = KTIME_MAX };
1117         long ret = 0;
1118
1119         if (timeout) {
1120                 struct timespec ts;
1121
1122                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1123                         return -EFAULT;
1124
1125                 until = timespec_to_ktime(ts);
1126         }
1127
1128         /*
1129          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1130          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1131          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1132          *
1133          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1134          * the task state back to TASK_RUNNING.
1135          *
1136          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1137          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1138          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1139          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1140          * something to be aware of when touching this code.
1141          */
1142         wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1143                         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret), until);
1144
1145         if (!ret && signal_pending(current))
1146                 ret = -EINTR;
1147
1148         return ret;
1149 }
1150
1151 /* sys_io_setup:
1152  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1153  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1154  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1155  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1156  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1157  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1158  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1159  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1160  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1161  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1162  *      implemented.
1163  */
1164 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1165 {
1166         struct kioctx *ioctx = NULL;
1167         unsigned long ctx;
1168         long ret;
1169
1170         ret = get_user(ctx, ctxp);
1171         if (unlikely(ret))
1172                 goto out;
1173
1174         ret = -EINVAL;
1175         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1176                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1177                          ctx, nr_events);
1178                 goto out;
1179         }
1180
1181         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1182         ret = PTR_ERR(ioctx);
1183         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1184                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1185                 if (ret)
1186                         kill_ioctx(current->mm, ioctx);
1187                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1188         }
1189
1190 out:
1191         return ret;
1192 }
1193
1194 /* sys_io_destroy:
1195  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1196  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1197  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1198  *      is invalid.
1199  */
1200 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1201 {
1202         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1203         if (likely(NULL != ioctx)) {
1204                 kill_ioctx(current->mm, ioctx);
1205                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1206                 return 0;
1207         }
1208         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1209         return -EINVAL;
1210 }
1211
1212 typedef ssize_t (aio_rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1213                             unsigned long, loff_t);
1214
1215 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(struct kiocb *kiocb,
1216                                      int rw, char __user *buf,
1217                                      unsigned long *nr_segs,
1218                                      struct iovec **iovec,
1219                                      bool compat)
1220 {
1221         ssize_t ret;
1222
1223         *nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1224
1225 #ifdef CONFIG_COMPAT
1226         if (compat)
1227                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(rw,
1228                                 (struct compat_iovec __user *)buf,
1229                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1230         else
1231 #endif
1232                 ret = rw_copy_check_uvector(rw,
1233                                 (struct iovec __user *)buf,
1234                                 *nr_segs, 1, *iovec, iovec);
1235         if (ret < 0)
1236                 return ret;
1237
1238         /* ki_nbytes now reflect bytes instead of segs */
1239         kiocb->ki_nbytes = ret;
1240         return 0;
1241 }
1242
1243 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb,
1244                                        int rw, char __user *buf,
1245                                        unsigned long *nr_segs,
1246                                        struct iovec *iovec)
1247 {
1248         if (unlikely(!access_ok(!rw, buf, kiocb->ki_nbytes)))
1249                 return -EFAULT;
1250
1251         iovec->iov_base = buf;
1252         iovec->iov_len = kiocb->ki_nbytes;
1253         *nr_segs = 1;
1254         return 0;
1255 }
1256
1257 /*
1258  * aio_setup_iocb:
1259  *      Performs the initial checks and aio retry method
1260  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1261  */
1262 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *req, unsigned opcode,
1263                             char __user *buf, bool compat)
1264 {
1265         struct file *file = req->ki_filp;
1266         ssize_t ret;
1267         unsigned long nr_segs;
1268         int rw;
1269         fmode_t mode;
1270         aio_rw_op *rw_op;
1271         struct iovec inline_vec, *iovec = &inline_vec;
1272
1273         switch (opcode) {
1274         case IOCB_CMD_PREAD:
1275         case IOCB_CMD_PREADV:
1276                 mode    = FMODE_READ;
1277                 rw      = READ;
1278                 rw_op   = file->f_op->aio_read;
1279                 goto rw_common;
1280
1281         case IOCB_CMD_PWRITE:
1282         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1283                 mode    = FMODE_WRITE;
1284                 rw      = WRITE;
1285                 rw_op   = file->f_op->aio_write;
1286                 goto rw_common;
1287 rw_common:
1288                 if (unlikely(!(file->f_mode & mode)))
1289                         return -EBADF;
1290
1291                 if (!rw_op)
1292                         return -EINVAL;
1293
1294                 ret = (opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1295                        opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1296                         ? aio_setup_vectored_rw(req, rw, buf, &nr_segs,
1297                                                 &iovec, compat)
1298                         : aio_setup_single_vector(req, rw, buf, &nr_segs,
1299                                                   iovec);
1300                 if (ret)
1301                         return ret;
1302
1303                 ret = rw_verify_area(rw, file, &req->ki_pos, req->ki_nbytes);
1304                 if (ret < 0) {
1305                         if (iovec != &inline_vec)
1306                                 kfree(iovec);
1307                         return ret;
1308                 }
1309
1310                 req->ki_nbytes = ret;
1311
1312                 /* XXX: move/kill - rw_verify_area()? */
1313                 /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1314                 if (req->ki_pos < 0) {
1315                         ret = -EINVAL;
1316                         break;
1317                 }
1318
1319                 if (rw == WRITE)
1320                         file_start_write(file);
1321
1322                 ret = rw_op(req, iovec, nr_segs, req->ki_pos);
1323
1324                 if (rw == WRITE)
1325                         file_end_write(file);
1326                 break;
1327
1328         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1329                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1330                         return -EINVAL;
1331
1332                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 1);
1333                 break;
1334
1335         case IOCB_CMD_FSYNC:
1336                 if (!file->f_op->aio_fsync)
1337                         return -EINVAL;
1338
1339                 ret = file->f_op->aio_fsync(req, 0);
1340                 break;
1341
1342         default:
1343                 pr_debug("EINVAL: no operation provided\n");
1344                 return -EINVAL;
1345         }
1346
1347         if (iovec != &inline_vec)
1348                 kfree(iovec);
1349
1350         if (ret != -EIOCBQUEUED) {
1351                 /*
1352                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1353                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1354                  */
1355                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
1356                              ret == -ERESTARTNOHAND ||
1357                              ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
1358                         ret = -EINTR;
1359                 aio_complete(req, ret, 0);
1360         }
1361
1362         return 0;
1363 }
1364
1365 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1366                          struct iocb *iocb, bool compat)
1367 {
1368         struct kiocb *req;
1369         ssize_t ret;
1370
1371         /* enforce forwards compatibility on users */
1372         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1373                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1374                 return -EINVAL;
1375         }
1376
1377         /* prevent overflows */
1378         if (unlikely(
1379             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1380             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1381             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1382            )) {
1383                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1384                 return -EINVAL;
1385         }
1386
1387         req = aio_get_req(ctx);
1388         if (unlikely(!req))
1389                 return -EAGAIN;
1390
1391         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1392         if (unlikely(!req->ki_filp)) {
1393                 ret = -EBADF;
1394                 goto out_put_req;
1395         }
1396
1397         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1398                 /*
1399                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1400                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1401                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1402                  * event using the eventfd_signal() function.
1403                  */
1404                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1405                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1406                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1407                         req->ki_eventfd = NULL;
1408                         goto out_put_req;
1409                 }
1410         }
1411
1412         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1413         if (unlikely(ret)) {
1414                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1415                 goto out_put_req;
1416         }
1417
1418         req->ki_obj.user = user_iocb;
1419         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1420         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1421         req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1422
1423         ret = aio_run_iocb(req, iocb->aio_lio_opcode,
1424                            (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf,
1425                            compat);
1426         if (ret)
1427                 goto out_put_req;
1428
1429         return 0;
1430 out_put_req:
1431         put_reqs_available(ctx, 1);
1432         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1433         kiocb_free(req);
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1438                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1439 {
1440         struct kioctx *ctx;
1441         long ret = 0;
1442         int i = 0;
1443         struct blk_plug plug;
1444
1445         if (unlikely(nr < 0))
1446                 return -EINVAL;
1447
1448         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1449                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1450
1451         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1452                 return -EFAULT;
1453
1454         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1455         if (unlikely(!ctx)) {
1456                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1457                 return -EINVAL;
1458         }
1459
1460         blk_start_plug(&plug);
1461
1462         /*
1463          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1464          * successfully submitted?
1465          */
1466         for (i=0; i<nr; i++) {
1467                 struct iocb __user *user_iocb;
1468                 struct iocb tmp;
1469
1470                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1471                         ret = -EFAULT;
1472                         break;
1473                 }
1474
1475                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1476                         ret = -EFAULT;
1477                         break;
1478                 }
1479
1480                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1481                 if (ret)
1482                         break;
1483         }
1484         blk_finish_plug(&plug);
1485
1486         percpu_ref_put(&ctx->users);
1487         return i ? i : ret;
1488 }
1489
1490 /* sys_io_submit:
1491  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1492  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1493  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1494  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1495  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1496  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1497  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1498  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1499  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1500  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1501  */
1502 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1503                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1504 {
1505         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1506 }
1507
1508 /* lookup_kiocb
1509  *      Finds a given iocb for cancellation.
1510  */
1511 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1512                                   u32 key)
1513 {
1514         struct list_head *pos;
1515
1516         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1517
1518         if (key != KIOCB_KEY)
1519                 return NULL;
1520
1521         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1522         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1523                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1524                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb)
1525                         return kiocb;
1526         }
1527         return NULL;
1528 }
1529
1530 /* sys_io_cancel:
1531  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1532  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1533  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1534  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1535  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1536  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1537  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1538  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1539  */
1540 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1541                 struct io_event __user *, result)
1542 {
1543         struct kioctx *ctx;
1544         struct kiocb *kiocb;
1545         u32 key;
1546         int ret;
1547
1548         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1549         if (unlikely(ret))
1550                 return -EFAULT;
1551
1552         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1553         if (unlikely(!ctx))
1554                 return -EINVAL;
1555
1556         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1557
1558         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1559         if (kiocb)
1560                 ret = kiocb_cancel(ctx, kiocb);
1561         else
1562                 ret = -EINVAL;
1563
1564         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1565
1566         if (!ret) {
1567                 /*
1568                  * The result argument is no longer used - the io_event is
1569                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
1570                  * cancellation is progress:
1571                  */
1572                 ret = -EINPROGRESS;
1573         }
1574
1575         percpu_ref_put(&ctx->users);
1576
1577         return ret;
1578 }
1579
1580 /* io_getevents:
1581  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1582  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1583  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1584  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1585  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1586  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1587  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1588  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1589  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1590  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1591  */
1592 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1593                 long, min_nr,
1594                 long, nr,
1595                 struct io_event __user *, events,
1596                 struct timespec __user *, timeout)
1597 {
1598         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1599         long ret = -EINVAL;
1600
1601         if (likely(ioctx)) {
1602                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1603                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1604                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1605         }
1606         return ret;
1607 }