Merge branch 'for-2.6.39/core' of git://git.kernel.dk/linux-2.6-block
[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/compat.h>
38
39 #include <asm/kmap_types.h>
40 #include <asm/uaccess.h>
41
42 #if DEBUG > 1
43 #define dprintk         printk
44 #else
45 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
46 #endif
47
48 /*------ sysctl variables----*/
49 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
50 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
51 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
52 /*----end sysctl variables---*/
53
54 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
55 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
56
57 static struct workqueue_struct *aio_wq;
58
59 /* Used for rare fput completion. */
60 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
61 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
62
63 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
64 static LIST_HEAD(fput_head);
65
66 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
67 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
68
69 /* aio_setup
70  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
71  *      failure as this is done early during the boot sequence.
72  */
73 static int __init aio_setup(void)
74 {
75         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
76         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
77
78         aio_wq = alloc_workqueue("aio", 0, 1);  /* used to limit concurrency */
79         BUG_ON(!aio_wq);
80
81         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
82
83         return 0;
84 }
85 __initcall(aio_setup);
86
87 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
88 {
89         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
90         long i;
91
92         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
93                 put_page(info->ring_pages[i]);
94
95         if (info->mmap_size) {
96                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
97                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
98                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
99         }
100
101         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
102                 kfree(info->ring_pages);
103         info->ring_pages = NULL;
104         info->nr = 0;
105 }
106
107 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
108 {
109         struct aio_ring *ring;
110         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
111         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
112         unsigned long size;
113         int nr_pages;
114
115         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
116         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
117
118         size = sizeof(struct aio_ring);
119         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
120         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
121
122         if (nr_pages < 0)
123                 return -EINVAL;
124
125         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
126
127         info->nr = 0;
128         info->ring_pages = info->internal_pages;
129         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
130                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
131                 if (!info->ring_pages)
132                         return -ENOMEM;
133         }
134
135         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
136         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
137         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
138         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
139                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
140                                   0);
141         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
142                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
143                 info->mmap_size = 0;
144                 aio_free_ring(ctx);
145                 return -EAGAIN;
146         }
147
148         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
149         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
150                                         info->mmap_base, nr_pages, 
151                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
152         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
153
154         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
155                 aio_free_ring(ctx);
156                 return -EAGAIN;
157         }
158
159         ctx->user_id = info->mmap_base;
160
161         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
162
163         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
164         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
165         ring->id = ctx->user_id;
166         ring->head = ring->tail = 0;
167         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
168         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
169         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
170         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
171         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
172
173         return 0;
174 }
175
176
177 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
178  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
179  */
180 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
181 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
182 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
183
184 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
185         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
186         struct io_event *__event;                                       \
187         __event = kmap_atomic(                                          \
188                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
189         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
190         __event;                                                        \
191 })
192
193 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
194         struct io_event *__event = (event);     \
195         (void)__event;                          \
196         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
197 } while(0)
198
199 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
200 {
201         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
202         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
203
204         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
205
206         if (nr_events) {
207                 spin_lock(&aio_nr_lock);
208                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
209                 aio_nr -= nr_events;
210                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
211         }
212 }
213
214 /* __put_ioctx
215  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
216  *      and the struct needs to be freed.
217  */
218 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
219 {
220         BUG_ON(ctx->reqs_active);
221
222         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
223         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
224         aio_free_ring(ctx);
225         mmdrop(ctx->mm);
226         ctx->mm = NULL;
227         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
228         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
229 }
230
231 static inline void get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
232 {
233         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
234         atomic_inc(&kioctx->users);
235 }
236
237 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
238 {
239         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
240 }
241
242 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
243 {
244         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
245         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
246                 __put_ioctx(kioctx);
247 }
248
249 /* ioctx_alloc
250  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
251  */
252 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
253 {
254         struct mm_struct *mm;
255         struct kioctx *ctx;
256         int did_sync = 0;
257
258         /* Prevent overflows */
259         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
260             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
261                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
262                 return ERR_PTR(-EINVAL);
263         }
264
265         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
266                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
267
268         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
269         if (!ctx)
270                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
271
272         ctx->max_reqs = nr_events;
273         mm = ctx->mm = current->mm;
274         atomic_inc(&mm->mm_count);
275
276         atomic_set(&ctx->users, 1);
277         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
278         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
279         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
280
281         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
282         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
283         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
284
285         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
286                 goto out_freectx;
287
288         /* limit the number of system wide aios */
289         do {
290                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
291                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
292                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
293                         ctx->max_reqs = 0;
294                 else
295                         aio_nr += ctx->max_reqs;
296                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
297                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
298                         break;
299
300                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
301                 synchronize_rcu();
302                 did_sync = 1;
303                 ctx->max_reqs = nr_events;
304         } while (1);
305
306         if (ctx->max_reqs == 0)
307                 goto out_cleanup;
308
309         /* now link into global list. */
310         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
311         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
312         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
313
314         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
315                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
316         return ctx;
317
318 out_cleanup:
319         __put_ioctx(ctx);
320         return ERR_PTR(-EAGAIN);
321
322 out_freectx:
323         mmdrop(mm);
324         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
325         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
326
327         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
328         return ctx;
329 }
330
331 /* aio_cancel_all
332  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
333  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
334  *      the rapid destruction of the kioctx.
335  */
336 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
337 {
338         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
339         struct io_event res;
340         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
341         ctx->dead = 1;
342         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
343                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
344                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
345                 list_del_init(&iocb->ki_list);
346                 cancel = iocb->ki_cancel;
347                 kiocbSetCancelled(iocb);
348                 if (cancel) {
349                         iocb->ki_users++;
350                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
351                         cancel(iocb, &res);
352                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
353                 }
354         }
355         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
356 }
357
358 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
359 {
360         struct task_struct *tsk = current;
361         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
362
363         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
364         if (!ctx->reqs_active)
365                 goto out;
366
367         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
368         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
369         while (ctx->reqs_active) {
370                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
371                 io_schedule();
372                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
373                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
374         }
375         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
376         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
377
378 out:
379         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
380 }
381
382 /* wait_on_sync_kiocb:
383  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
384  */
385 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
386 {
387         while (iocb->ki_users) {
388                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
389                 if (!iocb->ki_users)
390                         break;
391                 io_schedule();
392         }
393         __set_current_state(TASK_RUNNING);
394         return iocb->ki_user_data;
395 }
396 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
397
398 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
399  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
400  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
401  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
402  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
403  * associated with the request (held via struct page * references).
404  */
405 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
406 {
407         struct kioctx *ctx;
408
409         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
410                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
411                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
412
413                 aio_cancel_all(ctx);
414
415                 wait_for_all_aios(ctx);
416                 /*
417                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
418                  */
419                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
420
421                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
422                         printk(KERN_DEBUG
423                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
424                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
425                                 ctx->reqs_active);
426                 put_ioctx(ctx);
427         }
428 }
429
430 /* aio_get_req
431  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
432  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
433  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
434  *
435  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
436  * an extra reference while submitting the i/o.
437  * This prevents races between the aio code path referencing the
438  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
439  */
440 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
441 {
442         struct kiocb *req = NULL;
443         struct aio_ring *ring;
444         int okay = 0;
445
446         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
447         if (unlikely(!req))
448                 return NULL;
449
450         req->ki_flags = 0;
451         req->ki_users = 2;
452         req->ki_key = 0;
453         req->ki_ctx = ctx;
454         req->ki_cancel = NULL;
455         req->ki_retry = NULL;
456         req->ki_dtor = NULL;
457         req->private = NULL;
458         req->ki_iovec = NULL;
459         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
460         req->ki_eventfd = NULL;
461
462         /* Check if the completion queue has enough free space to
463          * accept an event from this io.
464          */
465         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
466         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0], KM_USER0);
467         if (ctx->reqs_active < aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring)) {
468                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
469                 ctx->reqs_active++;
470                 okay = 1;
471         }
472         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
473         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
474
475         if (!okay) {
476                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
477                 req = NULL;
478         }
479
480         return req;
481 }
482
483 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
484 {
485         struct kiocb *req;
486         /* Handle a potential starvation case -- should be exceedingly rare as 
487          * requests will be stuck on fput_head only if the aio_fput_routine is 
488          * delayed and the requests were the last user of the struct file.
489          */
490         req = __aio_get_req(ctx);
491         if (unlikely(NULL == req)) {
492                 aio_fput_routine(NULL);
493                 req = __aio_get_req(ctx);
494         }
495         return req;
496 }
497
498 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
499 {
500         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
501
502         if (req->ki_eventfd != NULL)
503                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
504         if (req->ki_dtor)
505                 req->ki_dtor(req);
506         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
507                 kfree(req->ki_iovec);
508         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
509         ctx->reqs_active--;
510
511         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
512                 wake_up_all(&ctx->wait);
513 }
514
515 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
516 {
517         spin_lock_irq(&fput_lock);
518         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
519                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
520                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
521
522                 list_del(&req->ki_list);
523                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
524
525                 /* Complete the fput(s) */
526                 if (req->ki_filp != NULL)
527                         fput(req->ki_filp);
528
529                 /* Link the iocb into the context's free list */
530                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
531                 really_put_req(ctx, req);
532                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
533
534                 put_ioctx(ctx);
535                 spin_lock_irq(&fput_lock);
536         }
537         spin_unlock_irq(&fput_lock);
538 }
539
540 /* __aio_put_req
541  *      Returns true if this put was the last user of the request.
542  */
543 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
544 {
545         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
546                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
547
548         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
549
550         req->ki_users--;
551         BUG_ON(req->ki_users < 0);
552         if (likely(req->ki_users))
553                 return 0;
554         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
555         req->ki_cancel = NULL;
556         req->ki_retry = NULL;
557
558         /*
559          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
560          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
561          * we would not be holding the last reference to the file*, so
562          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
563          */
564         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
565                 get_ioctx(ctx);
566                 spin_lock(&fput_lock);
567                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
568                 spin_unlock(&fput_lock);
569                 schedule_work(&fput_work);
570         } else {
571                 req->ki_filp = NULL;
572                 really_put_req(ctx, req);
573         }
574         return 1;
575 }
576
577 /* aio_put_req
578  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
579  *      false if the request is still in use.
580  */
581 int aio_put_req(struct kiocb *req)
582 {
583         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
584         int ret;
585         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
586         ret = __aio_put_req(ctx, req);
587         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
588         return ret;
589 }
590 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
591
592 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
593 {
594         struct mm_struct *mm = current->mm;
595         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
596         struct hlist_node *n;
597
598         rcu_read_lock();
599
600         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
601                 /*
602                  * RCU protects us against accessing freed memory but
603                  * we have to be careful not to get a reference when the
604                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
605                  * is unreliable because of races).
606                  */
607                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
608                         ret = ctx;
609                         break;
610                 }
611         }
612
613         rcu_read_unlock();
614         return ret;
615 }
616
617 /*
618  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
619  * has already been marked as kicked, and places it on
620  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
621  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
622  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
623  * queue to process it), or 0, if it found that it was
624  * already queued.
625  */
626 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
627 {
628         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
629
630         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
631
632         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
633                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
634                         &ctx->run_list);
635                 return 1;
636         }
637         return 0;
638 }
639
640 /* aio_run_iocb
641  *      This is the core aio execution routine. It is
642  *      invoked both for initial i/o submission and
643  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
644  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
645  *      already held. The lock is released and reacquired
646  *      as needed during processing.
647  *
648  * Calls the iocb retry method (already setup for the
649  * iocb on initial submission) for operation specific
650  * handling, but takes care of most of common retry
651  * execution details for a given iocb. The retry method
652  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
653  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
654  * retry kernel thread.
655  *
656  * The trickier parts in this code have to do with
657  * ensuring that only one retry instance is in progress
658  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
659  * simplifies the coding of individual aio operations as
660  * it avoids various potential races.
661  */
662 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
663 {
664         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
665         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
666         ssize_t ret;
667
668         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
669                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
670                 return 0;
671         }
672
673         /*
674          * We don't want the next retry iteration for this
675          * operation to start until this one has returned and
676          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
677          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
678          * meantime, indicating that data is available for the next
679          * iteration. We want to remember that and enable the
680          * next retry iteration _after_ we are through with
681          * this one.
682          *
683          * So, in order to be able to register a "kick", but
684          * prevent it from being queued now, we clear the kick
685          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
686          * still on the run list until we are actually done.
687          * When we are done with this iteration, we check if
688          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
689          * it up afresh.
690          */
691
692         kiocbClearKicked(iocb);
693
694         /*
695          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
696          * pull the iocb off the run list (We can't just call
697          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
698          * queue this on the run list yet)
699          */
700         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
701         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
702
703         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
704         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
705                 ret = -EINTR;
706                 aio_complete(iocb, ret, 0);
707                 /* must not access the iocb after this */
708                 goto out;
709         }
710
711         /*
712          * Now we are all set to call the retry method in async
713          * context.
714          */
715         ret = retry(iocb);
716
717         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
718                 /*
719                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
720                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
721                  */
722                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
723                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
724                         ret = -EINTR;
725                 aio_complete(iocb, ret, 0);
726         }
727 out:
728         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
729
730         if (-EIOCBRETRY == ret) {
731                 /*
732                  * OK, now that we are done with this iteration
733                  * and know that there is more left to go,
734                  * this is where we let go so that a subsequent
735                  * "kick" can start the next iteration
736                  */
737
738                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
739                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
740                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
741                  * has already been kicked */
742                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
743                         __queue_kicked_iocb(iocb);
744
745                         /*
746                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
747                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
748                          * be safe to unconditionally queue the context into the
749                          * work queue.
750                          */
751                         aio_queue_work(ctx);
752                 }
753         }
754         return ret;
755 }
756
757 /*
758  * __aio_run_iocbs:
759  *      Process all pending retries queued on the ioctx
760  *      run list.
761  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
762  * context.
763  */
764 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
765 {
766         struct kiocb *iocb;
767         struct list_head run_list;
768
769         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
770
771         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
772         while (!list_empty(&run_list)) {
773                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
774                         ki_run_list);
775                 list_del(&iocb->ki_run_list);
776                 /*
777                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
778                  */
779                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
780                 aio_run_iocb(iocb);
781                 __aio_put_req(ctx, iocb);
782         }
783         if (!list_empty(&ctx->run_list))
784                 return 1;
785         return 0;
786 }
787
788 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
789 {
790         unsigned long timeout;
791         /*
792          * if someone is waiting, get the work started right
793          * away, otherwise, use a longer delay
794          */
795         smp_mb();
796         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
797                 timeout = 1;
798         else
799                 timeout = HZ/10;
800         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
801 }
802
803 /*
804  * aio_run_all_iocbs:
805  *      Process all pending retries queued on the ioctx
806  *      run list, and keep running them until the list
807  *      stays empty.
808  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
809  */
810 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
811 {
812         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
813         while (__aio_run_iocbs(ctx))
814                 ;
815         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
816 }
817
818 /*
819  * aio_kick_handler:
820  *      Work queue handler triggered to process pending
821  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
822  *      mm context before running the iocbs, so that
823  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
824  *      space.
825  * Run on aiod's context.
826  */
827 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
828 {
829         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
830         mm_segment_t oldfs = get_fs();
831         struct mm_struct *mm;
832         int requeue;
833
834         set_fs(USER_DS);
835         use_mm(ctx->mm);
836         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
837         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
838         mm = ctx->mm;
839         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
840         unuse_mm(mm);
841         set_fs(oldfs);
842         /*
843          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
844          */
845         if (requeue)
846                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
847 }
848
849
850 /*
851  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
852  * and if required activate the aio work queue to process
853  * it
854  */
855 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
856 {
857         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
858         unsigned long flags;
859         int run = 0;
860
861         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
862         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
863          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
864         if (!kiocbTryKick(iocb))
865                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
866         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
867         if (run)
868                 aio_queue_work(ctx);
869 }
870
871 /*
872  * kick_iocb:
873  *      Called typically from a wait queue callback context
874  *      to trigger a retry of the iocb.
875  *      The retry is usually executed by aio workqueue
876  *      threads (See aio_kick_handler).
877  */
878 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
879 {
880         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
881          * single context. */
882         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
883                 kiocbSetKicked(iocb);
884                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
885                 return;
886         }
887
888         try_queue_kicked_iocb(iocb);
889 }
890 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
891
892 /* aio_complete
893  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
894  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
895  *      only other user of the request can be the cancellation code.
896  */
897 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
898 {
899         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
900         struct aio_ring_info    *info;
901         struct aio_ring *ring;
902         struct io_event *event;
903         unsigned long   flags;
904         unsigned long   tail;
905         int             ret;
906
907         /*
908          * Special case handling for sync iocbs:
909          *  - events go directly into the iocb for fast handling
910          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
911          *    ref, no other paths have a way to get another ref
912          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
913          */
914         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
915                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
916                 iocb->ki_user_data = res;
917                 iocb->ki_users = 0;
918                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
919                 return 1;
920         }
921
922         info = &ctx->ring_info;
923
924         /* add a completion event to the ring buffer.
925          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
926          * other code from messing with the tail
927          * pointer since we might be called from irq
928          * context.
929          */
930         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
931
932         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
933                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
934
935         /*
936          * cancelled requests don't get events, userland was given one
937          * when the event got cancelled.
938          */
939         if (kiocbIsCancelled(iocb))
940                 goto put_rq;
941
942         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
943
944         tail = info->tail;
945         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
946         if (++tail >= info->nr)
947                 tail = 0;
948
949         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
950         event->data = iocb->ki_user_data;
951         event->res = res;
952         event->res2 = res2;
953
954         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
955                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
956                 res, res2);
957
958         /* after flagging the request as done, we
959          * must never even look at it again
960          */
961         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
962
963         info->tail = tail;
964         ring->tail = tail;
965
966         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
967         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
968
969         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
970
971         /*
972          * Check if the user asked us to deliver the result through an
973          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
974          * from IRQ context.
975          */
976         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
977                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
978
979 put_rq:
980         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
981         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
982
983         /*
984          * We have to order our ring_info tail store above and test
985          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
986          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
987          * ordered with the unlocked test.
988          */
989         smp_mb();
990
991         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
992                 wake_up(&ctx->wait);
993
994         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
995         return ret;
996 }
997 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
998
999 /* aio_read_evt
1000  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1001  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1002  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1003  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1004  */
1005 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1006 {
1007         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1008         struct aio_ring *ring;
1009         unsigned long head;
1010         int ret = 0;
1011
1012         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1013         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1014                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1015                  (unsigned long)ring->nr);
1016
1017         if (ring->head == ring->tail)
1018                 goto out;
1019
1020         spin_lock(&info->ring_lock);
1021
1022         head = ring->head % info->nr;
1023         if (head != ring->tail) {
1024                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1025                 *ent = *evp;
1026                 head = (head + 1) % info->nr;
1027                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1028                 ring->head = head;
1029                 ret = 1;
1030                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1031         }
1032         spin_unlock(&info->ring_lock);
1033
1034 out:
1035         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1036         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1037                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1038         return ret;
1039 }
1040
1041 struct aio_timeout {
1042         struct timer_list       timer;
1043         int                     timed_out;
1044         struct task_struct      *p;
1045 };
1046
1047 static void timeout_func(unsigned long data)
1048 {
1049         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1050
1051         to->timed_out = 1;
1052         wake_up_process(to->p);
1053 }
1054
1055 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1056 {
1057         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1058         to->timed_out = 0;
1059         to->p = current;
1060 }
1061
1062 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1063                                const struct timespec *ts)
1064 {
1065         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1066         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1067                 add_timer(&to->timer);
1068         else
1069                 to->timed_out = 1;
1070 }
1071
1072 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1073 {
1074         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1075 }
1076
1077 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1078                         long min_nr, long nr,
1079                         struct io_event __user *event,
1080                         struct timespec __user *timeout)
1081 {
1082         long                    start_jiffies = jiffies;
1083         struct task_struct      *tsk = current;
1084         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1085         int                     ret;
1086         int                     i = 0;
1087         struct io_event         ent;
1088         struct aio_timeout      to;
1089         int                     retry = 0;
1090
1091         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1092          * any, but C is fun!
1093          */
1094         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1095 retry:
1096         ret = 0;
1097         while (likely(i < nr)) {
1098                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1099                 if (unlikely(ret <= 0))
1100                         break;
1101
1102                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1103                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1104
1105                 /* Could we split the check in two? */
1106                 ret = -EFAULT;
1107                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1108                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1109                         break;
1110                 }
1111                 ret = 0;
1112
1113                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1114                 event ++;
1115                 i ++;
1116         }
1117
1118         if (min_nr <= i)
1119                 return i;
1120         if (ret)
1121                 return ret;
1122
1123         /* End fast path */
1124
1125         /* racey check, but it gets redone */
1126         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1127                 retry = 1;
1128                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1129                 goto retry;
1130         }
1131
1132         init_timeout(&to);
1133         if (timeout) {
1134                 struct timespec ts;
1135                 ret = -EFAULT;
1136                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1137                         goto out;
1138
1139                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1140         }
1141
1142         while (likely(i < nr)) {
1143                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1144                 do {
1145                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1146                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1147                         if (ret)
1148                                 break;
1149                         if (min_nr <= i)
1150                                 break;
1151                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1152                                 ret = -EINVAL;
1153                                 break;
1154                         }
1155                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1156                                 break;
1157                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1158                          *  in flight */
1159                         if (ctx->reqs_active)
1160                                 io_schedule();
1161                         else
1162                                 schedule();
1163                         if (signal_pending(tsk)) {
1164                                 ret = -EINTR;
1165                                 break;
1166                         }
1167                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1168                 } while (1) ;
1169
1170                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1171                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1172
1173                 if (unlikely(ret <= 0))
1174                         break;
1175
1176                 ret = -EFAULT;
1177                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1178                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1179                         break;
1180                 }
1181
1182                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1183                 event ++;
1184                 i ++;
1185         }
1186
1187         if (timeout)
1188                 clear_timeout(&to);
1189 out:
1190         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1191         return i ? i : ret;
1192 }
1193
1194 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1195  * against races with itself via ->dead.
1196  */
1197 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1198 {
1199         struct mm_struct *mm = current->mm;
1200         int was_dead;
1201
1202         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1203         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1204         was_dead = ioctx->dead;
1205         ioctx->dead = 1;
1206         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1207         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1208
1209         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1210         if (likely(!was_dead))
1211                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1212
1213         aio_cancel_all(ioctx);
1214         wait_for_all_aios(ioctx);
1215
1216         /*
1217          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1218          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1219          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1220          */
1221         wake_up_all(&ioctx->wait);
1222         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1223 }
1224
1225 /* sys_io_setup:
1226  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1227  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1228  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1229  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1230  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1231  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1232  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1233  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1234  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1235  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1236  *      implemented.
1237  */
1238 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1239 {
1240         struct kioctx *ioctx = NULL;
1241         unsigned long ctx;
1242         long ret;
1243
1244         ret = get_user(ctx, ctxp);
1245         if (unlikely(ret))
1246                 goto out;
1247
1248         ret = -EINVAL;
1249         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1250                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1251                          ctx, nr_events);
1252                 goto out;
1253         }
1254
1255         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1256         ret = PTR_ERR(ioctx);
1257         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1258                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1259                 if (!ret)
1260                         return 0;
1261
1262                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1263                 io_destroy(ioctx);
1264         }
1265
1266 out:
1267         return ret;
1268 }
1269
1270 /* sys_io_destroy:
1271  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1272  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1273  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1274  *      is invalid.
1275  */
1276 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1277 {
1278         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1279         if (likely(NULL != ioctx)) {
1280                 io_destroy(ioctx);
1281                 return 0;
1282         }
1283         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1284         return -EINVAL;
1285 }
1286
1287 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1288 {
1289         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1290
1291         BUG_ON(ret <= 0);
1292
1293         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1294                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1295                 iov->iov_base += this;
1296                 iov->iov_len -= this;
1297                 iocb->ki_left -= this;
1298                 ret -= this;
1299                 if (iov->iov_len == 0) {
1300                         iocb->ki_cur_seg++;
1301                         iov++;
1302                 }
1303         }
1304
1305         /* the caller should not have done more io than what fit in
1306          * the remaining iovecs */
1307         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1308 }
1309
1310 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1311 {
1312         struct file *file = iocb->ki_filp;
1313         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1314         struct inode *inode = mapping->host;
1315         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1316                          unsigned long, loff_t);
1317         ssize_t ret = 0;
1318         unsigned short opcode;
1319
1320         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1321                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1322                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1323                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1324         } else {
1325                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1326                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1327         }
1328
1329         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1330         if (iocb->ki_pos < 0)
1331                 return -EINVAL;
1332
1333         do {
1334                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1335                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1336                             iocb->ki_pos);
1337                 if (ret > 0)
1338                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1339
1340         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1341          * regular file. */
1342         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1343                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1344                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1345
1346         /* This means we must have transferred all that we could */
1347         /* No need to retry anymore */
1348         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1349                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1350
1351         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1352          * the eventual error. */
1353         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1354             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1355             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1356                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1357
1358         return ret;
1359 }
1360
1361 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1362 {
1363         struct file *file = iocb->ki_filp;
1364         ssize_t ret = -EINVAL;
1365
1366         if (file->f_op->aio_fsync)
1367                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1368         return ret;
1369 }
1370
1371 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1372 {
1373         struct file *file = iocb->ki_filp;
1374         ssize_t ret = -EINVAL;
1375
1376         if (file->f_op->aio_fsync)
1377                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1378         return ret;
1379 }
1380
1381 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1382 {
1383         ssize_t ret;
1384
1385 #ifdef CONFIG_COMPAT
1386         if (compat)
1387                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1388                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1389                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1390                                 &kiocb->ki_iovec);
1391         else
1392 #endif
1393                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1394                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1395                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1396                                 &kiocb->ki_iovec);
1397         if (ret < 0)
1398                 goto out;
1399
1400         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1401         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1402         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1403         kiocb->ki_nbytes = ret;
1404         kiocb->ki_left = ret;
1405
1406         ret = 0;
1407 out:
1408         return ret;
1409 }
1410
1411 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1412 {
1413         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1414         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1415         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1416         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1417         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1418         return 0;
1419 }
1420
1421 /*
1422  * aio_setup_iocb:
1423  *      Performs the initial checks and aio retry method
1424  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1425  */
1426 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1427 {
1428         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1429         ssize_t ret = 0;
1430
1431         switch (kiocb->ki_opcode) {
1432         case IOCB_CMD_PREAD:
1433                 ret = -EBADF;
1434                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1435                         break;
1436                 ret = -EFAULT;
1437                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1438                         kiocb->ki_left)))
1439                         break;
1440                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1441                 if (unlikely(ret))
1442                         break;
1443                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1444                 if (ret)
1445                         break;
1446                 ret = -EINVAL;
1447                 if (file->f_op->aio_read)
1448                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1449                 break;
1450         case IOCB_CMD_PWRITE:
1451                 ret = -EBADF;
1452                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1453                         break;
1454                 ret = -EFAULT;
1455                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1456                         kiocb->ki_left)))
1457                         break;
1458                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1459                 if (unlikely(ret))
1460                         break;
1461                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1462                 if (ret)
1463                         break;
1464                 ret = -EINVAL;
1465                 if (file->f_op->aio_write)
1466                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1467                 break;
1468         case IOCB_CMD_PREADV:
1469                 ret = -EBADF;
1470                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1471                         break;
1472                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1473                 if (unlikely(ret))
1474                         break;
1475                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1476                 if (ret)
1477                         break;
1478                 ret = -EINVAL;
1479                 if (file->f_op->aio_read)
1480                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1481                 break;
1482         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1483                 ret = -EBADF;
1484                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1485                         break;
1486                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1487                 if (unlikely(ret))
1488                         break;
1489                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1490                 if (ret)
1491                         break;
1492                 ret = -EINVAL;
1493                 if (file->f_op->aio_write)
1494                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1495                 break;
1496         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1497                 ret = -EINVAL;
1498                 if (file->f_op->aio_fsync)
1499                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1500                 break;
1501         case IOCB_CMD_FSYNC:
1502                 ret = -EINVAL;
1503                 if (file->f_op->aio_fsync)
1504                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1505                 break;
1506         default:
1507                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1508                 ret = -EINVAL;
1509         }
1510
1511         if (!kiocb->ki_retry)
1512                 return ret;
1513
1514         return 0;
1515 }
1516
1517 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1518                          struct iocb *iocb, bool compat)
1519 {
1520         struct kiocb *req;
1521         struct file *file;
1522         ssize_t ret;
1523
1524         /* enforce forwards compatibility on users */
1525         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1526                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1527                 return -EINVAL;
1528         }
1529
1530         /* prevent overflows */
1531         if (unlikely(
1532             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1533             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1534             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1535            )) {
1536                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1537                 return -EINVAL;
1538         }
1539
1540         file = fget(iocb->aio_fildes);
1541         if (unlikely(!file))
1542                 return -EBADF;
1543
1544         req = aio_get_req(ctx);         /* returns with 2 references to req */
1545         if (unlikely(!req)) {
1546                 fput(file);
1547                 return -EAGAIN;
1548         }
1549         req->ki_filp = file;
1550         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1551                 /*
1552                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1553                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1554                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1555                  * event using the eventfd_signal() function.
1556                  */
1557                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1558                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1559                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1560                         req->ki_eventfd = NULL;
1561                         goto out_put_req;
1562                 }
1563         }
1564
1565         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1566         if (unlikely(ret)) {
1567                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1568                 goto out_put_req;
1569         }
1570
1571         req->ki_obj.user = user_iocb;
1572         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1573         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1574
1575         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1576         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1577         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1578
1579         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1580
1581         if (ret)
1582                 goto out_put_req;
1583
1584         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1585         /*
1586          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1587          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1588          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1589          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1590          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1591          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1592          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1593          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1594          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1595          * finish.
1596          */
1597         if (ctx->dead) {
1598                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1599                 ret = -EINVAL;
1600                 goto out_put_req;
1601         }
1602         aio_run_iocb(req);
1603         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1604                 /* drain the run list */
1605                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1606                         ;
1607         }
1608         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1609
1610         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1611         return 0;
1612
1613 out_put_req:
1614         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1615         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1616         return ret;
1617 }
1618
1619 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1620                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1621 {
1622         struct kioctx *ctx;
1623         long ret = 0;
1624         int i;
1625         struct blk_plug plug;
1626
1627         if (unlikely(nr < 0))
1628                 return -EINVAL;
1629
1630         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1631                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1632
1633         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1634                 return -EFAULT;
1635
1636         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1637         if (unlikely(!ctx)) {
1638                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1639                 return -EINVAL;
1640         }
1641
1642         blk_start_plug(&plug);
1643
1644         /*
1645          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1646          * successfully submitted?
1647          */
1648         for (i=0; i<nr; i++) {
1649                 struct iocb __user *user_iocb;
1650                 struct iocb tmp;
1651
1652                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1653                         ret = -EFAULT;
1654                         break;
1655                 }
1656
1657                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1658                         ret = -EFAULT;
1659                         break;
1660                 }
1661
1662                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1663                 if (ret)
1664                         break;
1665         }
1666         blk_finish_plug(&plug);
1667
1668         put_ioctx(ctx);
1669         return i ? i : ret;
1670 }
1671
1672 /* sys_io_submit:
1673  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1674  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1675  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1676  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1677  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1678  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1679  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1680  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1681  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1682  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1683  */
1684 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1685                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1686 {
1687         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1688 }
1689
1690 /* lookup_kiocb
1691  *      Finds a given iocb for cancellation.
1692  */
1693 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1694                                   u32 key)
1695 {
1696         struct list_head *pos;
1697
1698         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1699
1700         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1701         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1702                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1703                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1704                         return kiocb;
1705         }
1706         return NULL;
1707 }
1708
1709 /* sys_io_cancel:
1710  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1711  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1712  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1713  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1714  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1715  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1716  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1717  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1718  */
1719 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1720                 struct io_event __user *, result)
1721 {
1722         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1723         struct kioctx *ctx;
1724         struct kiocb *kiocb;
1725         u32 key;
1726         int ret;
1727
1728         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1729         if (unlikely(ret))
1730                 return -EFAULT;
1731
1732         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1733         if (unlikely(!ctx))
1734                 return -EINVAL;
1735
1736         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1737         ret = -EAGAIN;
1738         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1739         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1740                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1741                 kiocb->ki_users ++;
1742                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1743         } else
1744                 cancel = NULL;
1745         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1746
1747         if (NULL != cancel) {
1748                 struct io_event tmp;
1749                 pr_debug("calling cancel\n");
1750                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1751                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1752                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1753                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1754                 if (!ret) {
1755                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1756                          * into the user's buffer.
1757                          */
1758                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1759                                 ret = -EFAULT;
1760                 }
1761         } else
1762                 ret = -EINVAL;
1763
1764         put_ioctx(ctx);
1765
1766         return ret;
1767 }
1768
1769 /* io_getevents:
1770  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1771  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1772  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1773  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1774  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1775  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1776  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1777  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1778  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1779  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1780  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1781  */
1782 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1783                 long, min_nr,
1784                 long, nr,
1785                 struct io_event __user *, events,
1786                 struct timespec __user *, timeout)
1787 {
1788         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1789         long ret = -EINVAL;
1790
1791         if (likely(ioctx)) {
1792                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1793                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1794                 put_ioctx(ioctx);
1795         }
1796
1797         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1798         return ret;
1799 }