KVM: x86 emulator: make set_cr() callback return error if it fails
[linux-2.6.git] / 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 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/aio_abi.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/syscalls.h>
18 #include <linux/backing-dev.h>
19 #include <linux/uio.h>
20
21 #define DEBUG 0
22
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/fs.h>
25 #include <linux/file.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/mman.h>
28 #include <linux/mmu_context.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/timer.h>
31 #include <linux/aio.h>
32 #include <linux/highmem.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/eventfd.h>
36 #include <linux/blkdev.h>
37 #include <linux/mempool.h>
38 #include <linux/hash.h>
39 #include <linux/compat.h>
40
41 #include <asm/kmap_types.h>
42 #include <asm/uaccess.h>
43
44 #if DEBUG > 1
45 #define dprintk         printk
46 #else
47 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
48 #endif
49
50 /*------ sysctl variables----*/
51 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
52 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
53 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
54 /*----end sysctl variables---*/
55
56 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
57 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
58
59 static struct workqueue_struct *aio_wq;
60
61 /* Used for rare fput completion. */
62 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
63 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
64
65 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
66 static LIST_HEAD(fput_head);
67
68 #define AIO_BATCH_HASH_BITS     3 /* allocated on-stack, so don't go crazy */
69 #define AIO_BATCH_HASH_SIZE     (1 << AIO_BATCH_HASH_BITS)
70 struct aio_batch_entry {
71         struct hlist_node list;
72         struct address_space *mapping;
73 };
74 mempool_t *abe_pool;
75
76 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
77 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
78
79 /* aio_setup
80  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
81  *      failure as this is done early during the boot sequence.
82  */
83 static int __init aio_setup(void)
84 {
85         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
86         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
87
88         aio_wq = create_workqueue("aio");
89         abe_pool = mempool_create_kmalloc_pool(1, sizeof(struct aio_batch_entry));
90         BUG_ON(!abe_pool);
91
92         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
93
94         return 0;
95 }
96 __initcall(aio_setup);
97
98 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
99 {
100         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
101         long i;
102
103         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
104                 put_page(info->ring_pages[i]);
105
106         if (info->mmap_size) {
107                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
108                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
109                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
110         }
111
112         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
113                 kfree(info->ring_pages);
114         info->ring_pages = NULL;
115         info->nr = 0;
116 }
117
118 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
119 {
120         struct aio_ring *ring;
121         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
122         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
123         unsigned long size;
124         int nr_pages;
125
126         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
127         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
128
129         size = sizeof(struct aio_ring);
130         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
131         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
132
133         if (nr_pages < 0)
134                 return -EINVAL;
135
136         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
137
138         info->nr = 0;
139         info->ring_pages = info->internal_pages;
140         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
141                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
142                 if (!info->ring_pages)
143                         return -ENOMEM;
144         }
145
146         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
147         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
148         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
149         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
150                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
151                                   0);
152         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
153                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
154                 info->mmap_size = 0;
155                 aio_free_ring(ctx);
156                 return -EAGAIN;
157         }
158
159         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
160         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
161                                         info->mmap_base, nr_pages, 
162                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
163         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
164
165         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
166                 aio_free_ring(ctx);
167                 return -EAGAIN;
168         }
169
170         ctx->user_id = info->mmap_base;
171
172         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
173
174         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
175         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
176         ring->id = ctx->user_id;
177         ring->head = ring->tail = 0;
178         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
179         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
180         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
181         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
182         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
183
184         return 0;
185 }
186
187
188 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
189  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
190  */
191 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
192 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
193 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
194
195 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
196         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
197         struct io_event *__event;                                       \
198         __event = kmap_atomic(                                          \
199                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
200         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
201         __event;                                                        \
202 })
203
204 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
205         struct io_event *__event = (event);     \
206         (void)__event;                          \
207         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
208 } while(0)
209
210 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
211 {
212         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
213         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
214
215         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
216
217         if (nr_events) {
218                 spin_lock(&aio_nr_lock);
219                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
220                 aio_nr -= nr_events;
221                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
222         }
223 }
224
225 /* __put_ioctx
226  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
227  *      and the struct needs to be freed.
228  */
229 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
230 {
231         BUG_ON(ctx->reqs_active);
232
233         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
234         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
235         aio_free_ring(ctx);
236         mmdrop(ctx->mm);
237         ctx->mm = NULL;
238         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
239         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
240 }
241
242 #define get_ioctx(kioctx) do {                                          \
243         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
244         atomic_inc(&(kioctx)->users);                                   \
245 } while (0)
246 #define put_ioctx(kioctx) do {                                          \
247         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
248         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&(kioctx)->users)))            \
249                 __put_ioctx(kioctx);                                    \
250 } while (0)
251
252 /* ioctx_alloc
253  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
254  */
255 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
256 {
257         struct mm_struct *mm;
258         struct kioctx *ctx;
259         int did_sync = 0;
260
261         /* Prevent overflows */
262         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
263             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
264                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
265                 return ERR_PTR(-EINVAL);
266         }
267
268         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
269                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
270
271         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
272         if (!ctx)
273                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
274
275         ctx->max_reqs = nr_events;
276         mm = ctx->mm = current->mm;
277         atomic_inc(&mm->mm_count);
278
279         atomic_set(&ctx->users, 1);
280         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
281         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
282         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
283
284         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
285         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
286         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
287
288         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
289                 goto out_freectx;
290
291         /* limit the number of system wide aios */
292         do {
293                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
294                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
295                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
296                         ctx->max_reqs = 0;
297                 else
298                         aio_nr += ctx->max_reqs;
299                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
300                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
301                         break;
302
303                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
304                 synchronize_rcu();
305                 did_sync = 1;
306                 ctx->max_reqs = nr_events;
307         } while (1);
308
309         if (ctx->max_reqs == 0)
310                 goto out_cleanup;
311
312         /* now link into global list. */
313         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
314         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
315         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
316
317         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
318                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
319         return ctx;
320
321 out_cleanup:
322         __put_ioctx(ctx);
323         return ERR_PTR(-EAGAIN);
324
325 out_freectx:
326         mmdrop(mm);
327         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
328         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
329
330         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
331         return ctx;
332 }
333
334 /* aio_cancel_all
335  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
336  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
337  *      the rapid destruction of the kioctx.
338  */
339 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
340 {
341         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
342         struct io_event res;
343         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
344         ctx->dead = 1;
345         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
346                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
347                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
348                 list_del_init(&iocb->ki_list);
349                 cancel = iocb->ki_cancel;
350                 kiocbSetCancelled(iocb);
351                 if (cancel) {
352                         iocb->ki_users++;
353                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
354                         cancel(iocb, &res);
355                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
356                 }
357         }
358         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
359 }
360
361 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
362 {
363         struct task_struct *tsk = current;
364         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
365
366         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
367         if (!ctx->reqs_active)
368                 goto out;
369
370         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
371         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
372         while (ctx->reqs_active) {
373                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
374                 io_schedule();
375                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
376                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
377         }
378         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
379         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
380
381 out:
382         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
383 }
384
385 /* wait_on_sync_kiocb:
386  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
387  */
388 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
389 {
390         while (iocb->ki_users) {
391                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
392                 if (!iocb->ki_users)
393                         break;
394                 io_schedule();
395         }
396         __set_current_state(TASK_RUNNING);
397         return iocb->ki_user_data;
398 }
399 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
400
401 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
402  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
403  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
404  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
405  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
406  * associated with the request (held via struct page * references).
407  */
408 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
409 {
410         struct kioctx *ctx;
411
412         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
413                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
414                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
415
416                 aio_cancel_all(ctx);
417
418                 wait_for_all_aios(ctx);
419                 /*
420                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
421                  */
422                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
423
424                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
425                         printk(KERN_DEBUG
426                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
427                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
428                                 ctx->reqs_active);
429                 put_ioctx(ctx);
430         }
431 }
432
433 /* aio_get_req
434  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
435  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
436  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
437  *
438  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
439  * an extra reference while submitting the i/o.
440  * This prevents races between the aio code path referencing the
441  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
442  */
443 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
444 {
445         struct kiocb *req = NULL;
446         struct aio_ring *ring;
447         int okay = 0;
448
449         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
450         if (unlikely(!req))
451                 return NULL;
452
453         req->ki_flags = 0;
454         req->ki_users = 2;
455         req->ki_key = 0;
456         req->ki_ctx = ctx;
457         req->ki_cancel = NULL;
458         req->ki_retry = NULL;
459         req->ki_dtor = NULL;
460         req->private = NULL;
461         req->ki_iovec = NULL;
462         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
463         req->ki_eventfd = NULL;
464
465         /* Check if the completion queue has enough free space to
466          * accept an event from this io.
467          */
468         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
469         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0], KM_USER0);
470         if (ctx->reqs_active < aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring)) {
471                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
472                 ctx->reqs_active++;
473                 okay = 1;
474         }
475         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
476         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
477
478         if (!okay) {
479                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
480                 req = NULL;
481         }
482
483         return req;
484 }
485
486 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
487 {
488         struct kiocb *req;
489         /* Handle a potential starvation case -- should be exceedingly rare as 
490          * requests will be stuck on fput_head only if the aio_fput_routine is 
491          * delayed and the requests were the last user of the struct file.
492          */
493         req = __aio_get_req(ctx);
494         if (unlikely(NULL == req)) {
495                 aio_fput_routine(NULL);
496                 req = __aio_get_req(ctx);
497         }
498         return req;
499 }
500
501 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
502 {
503         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
504
505         if (req->ki_eventfd != NULL)
506                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
507         if (req->ki_dtor)
508                 req->ki_dtor(req);
509         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
510                 kfree(req->ki_iovec);
511         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
512         ctx->reqs_active--;
513
514         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
515                 wake_up(&ctx->wait);
516 }
517
518 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
519 {
520         spin_lock_irq(&fput_lock);
521         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
522                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
523                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
524
525                 list_del(&req->ki_list);
526                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
527
528                 /* Complete the fput(s) */
529                 if (req->ki_filp != NULL)
530                         fput(req->ki_filp);
531
532                 /* Link the iocb into the context's free list */
533                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
534                 really_put_req(ctx, req);
535                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
536
537                 put_ioctx(ctx);
538                 spin_lock_irq(&fput_lock);
539         }
540         spin_unlock_irq(&fput_lock);
541 }
542
543 /* __aio_put_req
544  *      Returns true if this put was the last user of the request.
545  */
546 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
547 {
548         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
549                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
550
551         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
552
553         req->ki_users--;
554         BUG_ON(req->ki_users < 0);
555         if (likely(req->ki_users))
556                 return 0;
557         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
558         req->ki_cancel = NULL;
559         req->ki_retry = NULL;
560
561         /*
562          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
563          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
564          * we would not be holding the last reference to the file*, so
565          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
566          */
567         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
568                 get_ioctx(ctx);
569                 spin_lock(&fput_lock);
570                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
571                 spin_unlock(&fput_lock);
572                 queue_work(aio_wq, &fput_work);
573         } else {
574                 req->ki_filp = NULL;
575                 really_put_req(ctx, req);
576         }
577         return 1;
578 }
579
580 /* aio_put_req
581  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
582  *      false if the request is still in use.
583  */
584 int aio_put_req(struct kiocb *req)
585 {
586         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
587         int ret;
588         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
589         ret = __aio_put_req(ctx, req);
590         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
591         return ret;
592 }
593 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
594
595 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
596 {
597         struct mm_struct *mm = current->mm;
598         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
599         struct hlist_node *n;
600
601         rcu_read_lock();
602
603         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
604                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead) {
605                         get_ioctx(ctx);
606                         ret = ctx;
607                         break;
608                 }
609         }
610
611         rcu_read_unlock();
612         return ret;
613 }
614
615 /*
616  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
617  * has already been marked as kicked, and places it on
618  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
619  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
620  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
621  * queue to process it), or 0, if it found that it was
622  * already queued.
623  */
624 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
625 {
626         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
627
628         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
629
630         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
631                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
632                         &ctx->run_list);
633                 return 1;
634         }
635         return 0;
636 }
637
638 /* aio_run_iocb
639  *      This is the core aio execution routine. It is
640  *      invoked both for initial i/o submission and
641  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
642  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
643  *      already held. The lock is released and reacquired
644  *      as needed during processing.
645  *
646  * Calls the iocb retry method (already setup for the
647  * iocb on initial submission) for operation specific
648  * handling, but takes care of most of common retry
649  * execution details for a given iocb. The retry method
650  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
651  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
652  * retry kernel thread.
653  *
654  * The trickier parts in this code have to do with
655  * ensuring that only one retry instance is in progress
656  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
657  * simplifies the coding of individual aio operations as
658  * it avoids various potential races.
659  */
660 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
661 {
662         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
663         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
664         ssize_t ret;
665
666         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
667                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
668                 return 0;
669         }
670
671         /*
672          * We don't want the next retry iteration for this
673          * operation to start until this one has returned and
674          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
675          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
676          * meantime, indicating that data is available for the next
677          * iteration. We want to remember that and enable the
678          * next retry iteration _after_ we are through with
679          * this one.
680          *
681          * So, in order to be able to register a "kick", but
682          * prevent it from being queued now, we clear the kick
683          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
684          * still on the run list until we are actually done.
685          * When we are done with this iteration, we check if
686          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
687          * it up afresh.
688          */
689
690         kiocbClearKicked(iocb);
691
692         /*
693          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
694          * pull the iocb off the run list (We can't just call
695          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
696          * queue this on the run list yet)
697          */
698         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
699         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
700
701         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
702         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
703                 ret = -EINTR;
704                 aio_complete(iocb, ret, 0);
705                 /* must not access the iocb after this */
706                 goto out;
707         }
708
709         /*
710          * Now we are all set to call the retry method in async
711          * context.
712          */
713         ret = retry(iocb);
714
715         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED)
716                 aio_complete(iocb, ret, 0);
717 out:
718         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
719
720         if (-EIOCBRETRY == ret) {
721                 /*
722                  * OK, now that we are done with this iteration
723                  * and know that there is more left to go,
724                  * this is where we let go so that a subsequent
725                  * "kick" can start the next iteration
726                  */
727
728                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
729                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
730                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
731                  * has already been kicked */
732                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
733                         __queue_kicked_iocb(iocb);
734
735                         /*
736                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
737                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
738                          * be safe to unconditionally queue the context into the
739                          * work queue.
740                          */
741                         aio_queue_work(ctx);
742                 }
743         }
744         return ret;
745 }
746
747 /*
748  * __aio_run_iocbs:
749  *      Process all pending retries queued on the ioctx
750  *      run list.
751  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
752  * context.
753  */
754 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
755 {
756         struct kiocb *iocb;
757         struct list_head run_list;
758
759         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
760
761         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
762         while (!list_empty(&run_list)) {
763                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
764                         ki_run_list);
765                 list_del(&iocb->ki_run_list);
766                 /*
767                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
768                  */
769                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
770                 aio_run_iocb(iocb);
771                 __aio_put_req(ctx, iocb);
772         }
773         if (!list_empty(&ctx->run_list))
774                 return 1;
775         return 0;
776 }
777
778 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
779 {
780         unsigned long timeout;
781         /*
782          * if someone is waiting, get the work started right
783          * away, otherwise, use a longer delay
784          */
785         smp_mb();
786         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
787                 timeout = 1;
788         else
789                 timeout = HZ/10;
790         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
791 }
792
793
794 /*
795  * aio_run_iocbs:
796  *      Process all pending retries queued on the ioctx
797  *      run list.
798  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
799  * context.
800  */
801 static inline void aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
802 {
803         int requeue;
804
805         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
806
807         requeue = __aio_run_iocbs(ctx);
808         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
809         if (requeue)
810                 aio_queue_work(ctx);
811 }
812
813 /*
814  * just like aio_run_iocbs, but keeps running them until
815  * the list stays empty
816  */
817 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
818 {
819         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
820         while (__aio_run_iocbs(ctx))
821                 ;
822         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
823 }
824
825 /*
826  * aio_kick_handler:
827  *      Work queue handler triggered to process pending
828  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
829  *      mm context before running the iocbs, so that
830  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
831  *      space.
832  * Run on aiod's context.
833  */
834 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
835 {
836         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
837         mm_segment_t oldfs = get_fs();
838         struct mm_struct *mm;
839         int requeue;
840
841         set_fs(USER_DS);
842         use_mm(ctx->mm);
843         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
844         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
845         mm = ctx->mm;
846         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
847         unuse_mm(mm);
848         set_fs(oldfs);
849         /*
850          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
851          */
852         if (requeue)
853                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
854 }
855
856
857 /*
858  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
859  * and if required activate the aio work queue to process
860  * it
861  */
862 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
863 {
864         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
865         unsigned long flags;
866         int run = 0;
867
868         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
869         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
870          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
871         if (!kiocbTryKick(iocb))
872                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
873         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
874         if (run)
875                 aio_queue_work(ctx);
876 }
877
878 /*
879  * kick_iocb:
880  *      Called typically from a wait queue callback context
881  *      to trigger a retry of the iocb.
882  *      The retry is usually executed by aio workqueue
883  *      threads (See aio_kick_handler).
884  */
885 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
886 {
887         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
888          * single context. */
889         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
890                 kiocbSetKicked(iocb);
891                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
892                 return;
893         }
894
895         try_queue_kicked_iocb(iocb);
896 }
897 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
898
899 /* aio_complete
900  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
901  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
902  *      only other user of the request can be the cancellation code.
903  */
904 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
905 {
906         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
907         struct aio_ring_info    *info;
908         struct aio_ring *ring;
909         struct io_event *event;
910         unsigned long   flags;
911         unsigned long   tail;
912         int             ret;
913
914         /*
915          * Special case handling for sync iocbs:
916          *  - events go directly into the iocb for fast handling
917          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
918          *    ref, no other paths have a way to get another ref
919          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
920          */
921         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
922                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
923                 iocb->ki_user_data = res;
924                 iocb->ki_users = 0;
925                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
926                 return 1;
927         }
928
929         info = &ctx->ring_info;
930
931         /* add a completion event to the ring buffer.
932          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
933          * other code from messing with the tail
934          * pointer since we might be called from irq
935          * context.
936          */
937         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
938
939         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
940                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
941
942         /*
943          * cancelled requests don't get events, userland was given one
944          * when the event got cancelled.
945          */
946         if (kiocbIsCancelled(iocb))
947                 goto put_rq;
948
949         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
950
951         tail = info->tail;
952         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
953         if (++tail >= info->nr)
954                 tail = 0;
955
956         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
957         event->data = iocb->ki_user_data;
958         event->res = res;
959         event->res2 = res2;
960
961         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
962                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
963                 res, res2);
964
965         /* after flagging the request as done, we
966          * must never even look at it again
967          */
968         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
969
970         info->tail = tail;
971         ring->tail = tail;
972
973         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
974         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
975
976         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
977
978         /*
979          * Check if the user asked us to deliver the result through an
980          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
981          * from IRQ context.
982          */
983         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
984                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
985
986 put_rq:
987         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
988         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
989
990         /*
991          * We have to order our ring_info tail store above and test
992          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
993          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
994          * ordered with the unlocked test.
995          */
996         smp_mb();
997
998         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
999                 wake_up(&ctx->wait);
1000
1001         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1002         return ret;
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1005
1006 /* aio_read_evt
1007  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1008  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1009  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1010  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1011  */
1012 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1013 {
1014         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1015         struct aio_ring *ring;
1016         unsigned long head;
1017         int ret = 0;
1018
1019         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1020         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1021                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1022                  (unsigned long)ring->nr);
1023
1024         if (ring->head == ring->tail)
1025                 goto out;
1026
1027         spin_lock(&info->ring_lock);
1028
1029         head = ring->head % info->nr;
1030         if (head != ring->tail) {
1031                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1032                 *ent = *evp;
1033                 head = (head + 1) % info->nr;
1034                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1035                 ring->head = head;
1036                 ret = 1;
1037                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1038         }
1039         spin_unlock(&info->ring_lock);
1040
1041 out:
1042         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1043         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1044                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1045         return ret;
1046 }
1047
1048 struct aio_timeout {
1049         struct timer_list       timer;
1050         int                     timed_out;
1051         struct task_struct      *p;
1052 };
1053
1054 static void timeout_func(unsigned long data)
1055 {
1056         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1057
1058         to->timed_out = 1;
1059         wake_up_process(to->p);
1060 }
1061
1062 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1063 {
1064         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1065         to->timed_out = 0;
1066         to->p = current;
1067 }
1068
1069 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1070                                const struct timespec *ts)
1071 {
1072         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1073         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1074                 add_timer(&to->timer);
1075         else
1076                 to->timed_out = 1;
1077 }
1078
1079 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1080 {
1081         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1082 }
1083
1084 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1085                         long min_nr, long nr,
1086                         struct io_event __user *event,
1087                         struct timespec __user *timeout)
1088 {
1089         long                    start_jiffies = jiffies;
1090         struct task_struct      *tsk = current;
1091         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1092         int                     ret;
1093         int                     i = 0;
1094         struct io_event         ent;
1095         struct aio_timeout      to;
1096         int                     retry = 0;
1097
1098         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1099          * any, but C is fun!
1100          */
1101         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1102 retry:
1103         ret = 0;
1104         while (likely(i < nr)) {
1105                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1106                 if (unlikely(ret <= 0))
1107                         break;
1108
1109                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1110                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1111
1112                 /* Could we split the check in two? */
1113                 ret = -EFAULT;
1114                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1115                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1116                         break;
1117                 }
1118                 ret = 0;
1119
1120                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1121                 event ++;
1122                 i ++;
1123         }
1124
1125         if (min_nr <= i)
1126                 return i;
1127         if (ret)
1128                 return ret;
1129
1130         /* End fast path */
1131
1132         /* racey check, but it gets redone */
1133         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1134                 retry = 1;
1135                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1136                 goto retry;
1137         }
1138
1139         init_timeout(&to);
1140         if (timeout) {
1141                 struct timespec ts;
1142                 ret = -EFAULT;
1143                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1144                         goto out;
1145
1146                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1147         }
1148
1149         while (likely(i < nr)) {
1150                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1151                 do {
1152                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1153                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1154                         if (ret)
1155                                 break;
1156                         if (min_nr <= i)
1157                                 break;
1158                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1159                                 ret = -EINVAL;
1160                                 break;
1161                         }
1162                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1163                                 break;
1164                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1165                          *  in flight */
1166                         if (ctx->reqs_active)
1167                                 io_schedule();
1168                         else
1169                                 schedule();
1170                         if (signal_pending(tsk)) {
1171                                 ret = -EINTR;
1172                                 break;
1173                         }
1174                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1175                 } while (1) ;
1176
1177                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1178                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1179
1180                 if (unlikely(ret <= 0))
1181                         break;
1182
1183                 ret = -EFAULT;
1184                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1185                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1186                         break;
1187                 }
1188
1189                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1190                 event ++;
1191                 i ++;
1192         }
1193
1194         if (timeout)
1195                 clear_timeout(&to);
1196 out:
1197         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1198         return i ? i : ret;
1199 }
1200
1201 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1202  * against races with itself via ->dead.
1203  */
1204 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1205 {
1206         struct mm_struct *mm = current->mm;
1207         int was_dead;
1208
1209         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1210         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1211         was_dead = ioctx->dead;
1212         ioctx->dead = 1;
1213         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1214         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1215
1216         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1217         if (likely(!was_dead))
1218                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1219
1220         aio_cancel_all(ioctx);
1221         wait_for_all_aios(ioctx);
1222
1223         /*
1224          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1225          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1226          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1227          */
1228         wake_up(&ioctx->wait);
1229         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1230 }
1231
1232 /* sys_io_setup:
1233  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1234  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1235  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1236  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1237  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1238  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1239  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1240  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1241  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1242  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1243  *      implemented.
1244  */
1245 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1246 {
1247         struct kioctx *ioctx = NULL;
1248         unsigned long ctx;
1249         long ret;
1250
1251         ret = get_user(ctx, ctxp);
1252         if (unlikely(ret))
1253                 goto out;
1254
1255         ret = -EINVAL;
1256         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1257                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1258                          ctx, nr_events);
1259                 goto out;
1260         }
1261
1262         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1263         ret = PTR_ERR(ioctx);
1264         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1265                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1266                 if (!ret)
1267                         return 0;
1268
1269                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1270                 io_destroy(ioctx);
1271         }
1272
1273 out:
1274         return ret;
1275 }
1276
1277 /* sys_io_destroy:
1278  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1279  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1280  *      implemented.  May fail with -EFAULT if the context pointed to
1281  *      is invalid.
1282  */
1283 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1284 {
1285         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1286         if (likely(NULL != ioctx)) {
1287                 io_destroy(ioctx);
1288                 return 0;
1289         }
1290         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1291         return -EINVAL;
1292 }
1293
1294 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1295 {
1296         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1297
1298         BUG_ON(ret <= 0);
1299
1300         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1301                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1302                 iov->iov_base += this;
1303                 iov->iov_len -= this;
1304                 iocb->ki_left -= this;
1305                 ret -= this;
1306                 if (iov->iov_len == 0) {
1307                         iocb->ki_cur_seg++;
1308                         iov++;
1309                 }
1310         }
1311
1312         /* the caller should not have done more io than what fit in
1313          * the remaining iovecs */
1314         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1315 }
1316
1317 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1318 {
1319         struct file *file = iocb->ki_filp;
1320         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1321         struct inode *inode = mapping->host;
1322         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1323                          unsigned long, loff_t);
1324         ssize_t ret = 0;
1325         unsigned short opcode;
1326
1327         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1328                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1329                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1330                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1331         } else {
1332                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1333                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1334         }
1335
1336         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1337         if (iocb->ki_pos < 0)
1338                 return -EINVAL;
1339
1340         do {
1341                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1342                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1343                             iocb->ki_pos);
1344                 if (ret > 0)
1345                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1346
1347         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1348          * regular file. */
1349         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1350                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1351                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1352
1353         /* This means we must have transferred all that we could */
1354         /* No need to retry anymore */
1355         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1356                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1357
1358         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1359          * the eventual error. */
1360         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1361             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1362             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1363                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1364
1365         return ret;
1366 }
1367
1368 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1369 {
1370         struct file *file = iocb->ki_filp;
1371         ssize_t ret = -EINVAL;
1372
1373         if (file->f_op->aio_fsync)
1374                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1375         return ret;
1376 }
1377
1378 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1379 {
1380         struct file *file = iocb->ki_filp;
1381         ssize_t ret = -EINVAL;
1382
1383         if (file->f_op->aio_fsync)
1384                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1385         return ret;
1386 }
1387
1388 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1389 {
1390         ssize_t ret;
1391
1392 #ifdef CONFIG_COMPAT
1393         if (compat)
1394                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1395                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1396                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1397                                 &kiocb->ki_iovec);
1398         else
1399 #endif
1400                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1401                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1402                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1403                                 &kiocb->ki_iovec);
1404         if (ret < 0)
1405                 goto out;
1406
1407         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1408         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1409         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1410         kiocb->ki_nbytes = ret;
1411         kiocb->ki_left = ret;
1412
1413         ret = 0;
1414 out:
1415         return ret;
1416 }
1417
1418 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1419 {
1420         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1421         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1422         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1423         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1424         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1425         return 0;
1426 }
1427
1428 /*
1429  * aio_setup_iocb:
1430  *      Performs the initial checks and aio retry method
1431  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1432  */
1433 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1434 {
1435         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1436         ssize_t ret = 0;
1437
1438         switch (kiocb->ki_opcode) {
1439         case IOCB_CMD_PREAD:
1440                 ret = -EBADF;
1441                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1442                         break;
1443                 ret = -EFAULT;
1444                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1445                         kiocb->ki_left)))
1446                         break;
1447                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1448                 if (unlikely(ret))
1449                         break;
1450                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1451                 if (ret)
1452                         break;
1453                 ret = -EINVAL;
1454                 if (file->f_op->aio_read)
1455                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1456                 break;
1457         case IOCB_CMD_PWRITE:
1458                 ret = -EBADF;
1459                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1460                         break;
1461                 ret = -EFAULT;
1462                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1463                         kiocb->ki_left)))
1464                         break;
1465                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1466                 if (unlikely(ret))
1467                         break;
1468                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1469                 if (ret)
1470                         break;
1471                 ret = -EINVAL;
1472                 if (file->f_op->aio_write)
1473                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1474                 break;
1475         case IOCB_CMD_PREADV:
1476                 ret = -EBADF;
1477                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1478                         break;
1479                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1480                 if (unlikely(ret))
1481                         break;
1482                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1483                 if (ret)
1484                         break;
1485                 ret = -EINVAL;
1486                 if (file->f_op->aio_read)
1487                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1488                 break;
1489         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1490                 ret = -EBADF;
1491                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1492                         break;
1493                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1494                 if (unlikely(ret))
1495                         break;
1496                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1497                 if (ret)
1498                         break;
1499                 ret = -EINVAL;
1500                 if (file->f_op->aio_write)
1501                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1502                 break;
1503         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1504                 ret = -EINVAL;
1505                 if (file->f_op->aio_fsync)
1506                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1507                 break;
1508         case IOCB_CMD_FSYNC:
1509                 ret = -EINVAL;
1510                 if (file->f_op->aio_fsync)
1511                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1512                 break;
1513         default:
1514                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1515                 ret = -EINVAL;
1516         }
1517
1518         if (!kiocb->ki_retry)
1519                 return ret;
1520
1521         return 0;
1522 }
1523
1524 static void aio_batch_add(struct address_space *mapping,
1525                           struct hlist_head *batch_hash)
1526 {
1527         struct aio_batch_entry *abe;
1528         struct hlist_node *pos;
1529         unsigned bucket;
1530
1531         bucket = hash_ptr(mapping, AIO_BATCH_HASH_BITS);
1532         hlist_for_each_entry(abe, pos, &batch_hash[bucket], list) {
1533                 if (abe->mapping == mapping)
1534                         return;
1535         }
1536
1537         abe = mempool_alloc(abe_pool, GFP_KERNEL);
1538         BUG_ON(!igrab(mapping->host));
1539         abe->mapping = mapping;
1540         hlist_add_head(&abe->list, &batch_hash[bucket]);
1541         return;
1542 }
1543
1544 static void aio_batch_free(struct hlist_head *batch_hash)
1545 {
1546         struct aio_batch_entry *abe;
1547         struct hlist_node *pos, *n;
1548         int i;
1549
1550         for (i = 0; i < AIO_BATCH_HASH_SIZE; i++) {
1551                 hlist_for_each_entry_safe(abe, pos, n, &batch_hash[i], list) {
1552                         blk_run_address_space(abe->mapping);
1553                         iput(abe->mapping->host);
1554                         hlist_del(&abe->list);
1555                         mempool_free(abe, abe_pool);
1556                 }
1557         }
1558 }
1559
1560 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1561                          struct iocb *iocb, struct hlist_head *batch_hash,
1562                          bool compat)
1563 {
1564         struct kiocb *req;
1565         struct file *file;
1566         ssize_t ret;
1567
1568         /* enforce forwards compatibility on users */
1569         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1570                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1571                 return -EINVAL;
1572         }
1573
1574         /* prevent overflows */
1575         if (unlikely(
1576             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1577             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1578             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1579            )) {
1580                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1581                 return -EINVAL;
1582         }
1583
1584         file = fget(iocb->aio_fildes);
1585         if (unlikely(!file))
1586                 return -EBADF;
1587
1588         req = aio_get_req(ctx);         /* returns with 2 references to req */
1589         if (unlikely(!req)) {
1590                 fput(file);
1591                 return -EAGAIN;
1592         }
1593         req->ki_filp = file;
1594         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1595                 /*
1596                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1597                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1598                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1599                  * event using the eventfd_signal() function.
1600                  */
1601                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1602                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1603                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1604                         req->ki_eventfd = NULL;
1605                         goto out_put_req;
1606                 }
1607         }
1608
1609         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1610         if (unlikely(ret)) {
1611                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1612                 goto out_put_req;
1613         }
1614
1615         req->ki_obj.user = user_iocb;
1616         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1617         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1618
1619         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1620         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1621         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1622
1623         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1624
1625         if (ret)
1626                 goto out_put_req;
1627
1628         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1629         aio_run_iocb(req);
1630         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1631                 /* drain the run list */
1632                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1633                         ;
1634         }
1635         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1636         if (req->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD ||
1637             req->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV ||
1638             req->ki_opcode == IOCB_CMD_PWRITE ||
1639             req->ki_opcode == IOCB_CMD_PWRITEV)
1640                 aio_batch_add(file->f_mapping, batch_hash);
1641
1642         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1643         return 0;
1644
1645 out_put_req:
1646         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1647         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1648         return ret;
1649 }
1650
1651 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1652                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1653 {
1654         struct kioctx *ctx;
1655         long ret = 0;
1656         int i;
1657         struct hlist_head batch_hash[AIO_BATCH_HASH_SIZE] = { { 0, }, };
1658
1659         if (unlikely(nr < 0))
1660                 return -EINVAL;
1661
1662         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1663                 return -EFAULT;
1664
1665         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1666         if (unlikely(!ctx)) {
1667                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1668                 return -EINVAL;
1669         }
1670
1671         /*
1672          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1673          * successfully submitted?
1674          */
1675         for (i=0; i<nr; i++) {
1676                 struct iocb __user *user_iocb;
1677                 struct iocb tmp;
1678
1679                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1680                         ret = -EFAULT;
1681                         break;
1682                 }
1683
1684                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1685                         ret = -EFAULT;
1686                         break;
1687                 }
1688
1689                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, batch_hash, compat);
1690                 if (ret)
1691                         break;
1692         }
1693         aio_batch_free(batch_hash);
1694
1695         put_ioctx(ctx);
1696         return i ? i : ret;
1697 }
1698
1699 /* sys_io_submit:
1700  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1701  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1702  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1703  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1704  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1705  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1706  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1707  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1708  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1709  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1710  */
1711 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1712                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1713 {
1714         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1715 }
1716
1717 /* lookup_kiocb
1718  *      Finds a given iocb for cancellation.
1719  */
1720 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1721                                   u32 key)
1722 {
1723         struct list_head *pos;
1724
1725         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1726
1727         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1728         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1729                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1730                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1731                         return kiocb;
1732         }
1733         return NULL;
1734 }
1735
1736 /* sys_io_cancel:
1737  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1738  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1739  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1740  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1741  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1742  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1743  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1744  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1745  */
1746 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1747                 struct io_event __user *, result)
1748 {
1749         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1750         struct kioctx *ctx;
1751         struct kiocb *kiocb;
1752         u32 key;
1753         int ret;
1754
1755         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1756         if (unlikely(ret))
1757                 return -EFAULT;
1758
1759         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1760         if (unlikely(!ctx))
1761                 return -EINVAL;
1762
1763         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1764         ret = -EAGAIN;
1765         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1766         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1767                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1768                 kiocb->ki_users ++;
1769                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1770         } else
1771                 cancel = NULL;
1772         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1773
1774         if (NULL != cancel) {
1775                 struct io_event tmp;
1776                 pr_debug("calling cancel\n");
1777                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1778                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1779                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1780                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1781                 if (!ret) {
1782                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1783                          * into the user's buffer.
1784                          */
1785                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1786                                 ret = -EFAULT;
1787                 }
1788         } else
1789                 ret = -EINVAL;
1790
1791         put_ioctx(ctx);
1792
1793         return ret;
1794 }
1795
1796 /* io_getevents:
1797  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1798  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id.  May
1799  *      fail with -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range,
1800  *      if nr is out of range, if when is out of range.  May fail with
1801  *      -EFAULT if any of the memory specified to is invalid.  May return
1802  *      0 or < min_nr if no events are available and the timeout specified
1803  *      by when has elapsed, where when == NULL specifies an infinite
1804  *      timeout.  Note that the timeout pointed to by when is relative and
1805  *      will be updated if not NULL and the operation blocks.  Will fail
1806  *      with -ENOSYS if not implemented.
1807  */
1808 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1809                 long, min_nr,
1810                 long, nr,
1811                 struct io_event __user *, events,
1812                 struct timespec __user *, timeout)
1813 {
1814         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1815         long ret = -EINVAL;
1816
1817         if (likely(ioctx)) {
1818                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0 && nr >= 0))
1819                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1820                 put_ioctx(ioctx);
1821         }
1822
1823         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1824         return ret;
1825 }