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