[PATCH] Add vector AIO support
[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/slab.h>
28 #include <linux/timer.h>
29 #include <linux/aio.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31 #include <linux/workqueue.h>
32 #include <linux/security.h>
33
34 #include <asm/kmap_types.h>
35 #include <asm/uaccess.h>
36 #include <asm/mmu_context.h>
37
38 #if DEBUG > 1
39 #define dprintk         printk
40 #else
41 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
42 #endif
43
44 /*------ sysctl variables----*/
45 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
46 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
47 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
48 /*----end sysctl variables---*/
49
50 static kmem_cache_t     *kiocb_cachep;
51 static kmem_cache_t     *kioctx_cachep;
52
53 static struct workqueue_struct *aio_wq;
54
55 /* Used for rare fput completion. */
56 static void aio_fput_routine(void *);
57 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine, NULL);
58
59 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
60 static LIST_HEAD(fput_head);
61
62 static void aio_kick_handler(void *);
63 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
64
65 /* aio_setup
66  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
67  *      failure as this is done early during the boot sequence.
68  */
69 static int __init aio_setup(void)
70 {
71         kiocb_cachep = kmem_cache_create("kiocb", sizeof(struct kiocb),
72                                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
73         kioctx_cachep = kmem_cache_create("kioctx", sizeof(struct kioctx),
74                                 0, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC, NULL, NULL);
75
76         aio_wq = create_workqueue("aio");
77
78         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
79
80         return 0;
81 }
82
83 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
84 {
85         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
86         long i;
87
88         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
89                 put_page(info->ring_pages[i]);
90
91         if (info->mmap_size) {
92                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
93                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
94                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
95         }
96
97         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
98                 kfree(info->ring_pages);
99         info->ring_pages = NULL;
100         info->nr = 0;
101 }
102
103 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
104 {
105         struct aio_ring *ring;
106         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
107         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
108         unsigned long size;
109         int nr_pages;
110
111         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
112         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
113
114         size = sizeof(struct aio_ring);
115         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
116         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
117
118         if (nr_pages < 0)
119                 return -EINVAL;
120
121         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
122
123         info->nr = 0;
124         info->ring_pages = info->internal_pages;
125         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
126                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
127                 if (!info->ring_pages)
128                         return -ENOMEM;
129         }
130
131         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
132         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
133         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
134         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
135                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANON|MAP_PRIVATE,
136                                   0);
137         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
138                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
139                 printk("mmap err: %ld\n", -info->mmap_base);
140                 info->mmap_size = 0;
141                 aio_free_ring(ctx);
142                 return -EAGAIN;
143         }
144
145         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
146         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
147                                         info->mmap_base, nr_pages, 
148                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
149         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
150
151         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
152                 aio_free_ring(ctx);
153                 return -EAGAIN;
154         }
155
156         ctx->user_id = info->mmap_base;
157
158         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
159
160         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
161         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
162         ring->id = ctx->user_id;
163         ring->head = ring->tail = 0;
164         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
165         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
166         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
167         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
168         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
169
170         return 0;
171 }
172
173
174 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
175  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
176  */
177 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
178 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
179 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
180
181 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
182         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
183         struct io_event *__event;                                       \
184         __event = kmap_atomic(                                          \
185                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
186         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
187         __event;                                                        \
188 })
189
190 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
191         struct io_event *__event = (event);     \
192         (void)__event;                          \
193         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
194 } while(0)
195
196 /* ioctx_alloc
197  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
198  */
199 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
200 {
201         struct mm_struct *mm;
202         struct kioctx *ctx;
203
204         /* Prevent overflows */
205         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
206             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
207                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
208                 return ERR_PTR(-EINVAL);
209         }
210
211         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
212                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
213
214         ctx = kmem_cache_alloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
215         if (!ctx)
216                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
217
218         memset(ctx, 0, sizeof(*ctx));
219         ctx->max_reqs = nr_events;
220         mm = ctx->mm = current->mm;
221         atomic_inc(&mm->mm_count);
222
223         atomic_set(&ctx->users, 1);
224         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
225         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
226         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
227
228         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
229         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
230         INIT_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler, ctx);
231
232         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
233                 goto out_freectx;
234
235         /* limit the number of system wide aios */
236         spin_lock(&aio_nr_lock);
237         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
238             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr)
239                 ctx->max_reqs = 0;
240         else
241                 aio_nr += ctx->max_reqs;
242         spin_unlock(&aio_nr_lock);
243         if (ctx->max_reqs == 0)
244                 goto out_cleanup;
245
246         /* now link into global list.  kludge.  FIXME */
247         write_lock(&mm->ioctx_list_lock);
248         ctx->next = mm->ioctx_list;
249         mm->ioctx_list = ctx;
250         write_unlock(&mm->ioctx_list_lock);
251
252         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
253                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
254         return ctx;
255
256 out_cleanup:
257         __put_ioctx(ctx);
258         return ERR_PTR(-EAGAIN);
259
260 out_freectx:
261         mmdrop(mm);
262         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
263         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
264
265         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
266         return ctx;
267 }
268
269 /* aio_cancel_all
270  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
271  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
272  *      the rapid destruction of the kioctx.
273  */
274 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
275 {
276         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
277         struct io_event res;
278         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
279         ctx->dead = 1;
280         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
281                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
282                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
283                 list_del_init(&iocb->ki_list);
284                 cancel = iocb->ki_cancel;
285                 kiocbSetCancelled(iocb);
286                 if (cancel) {
287                         iocb->ki_users++;
288                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
289                         cancel(iocb, &res);
290                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
291                 }
292         }
293         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
294 }
295
296 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
297 {
298         struct task_struct *tsk = current;
299         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
300
301         if (!ctx->reqs_active)
302                 return;
303
304         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
305         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
306         while (ctx->reqs_active) {
307                 schedule();
308                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
309         }
310         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
311         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
312 }
313
314 /* wait_on_sync_kiocb:
315  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
316  */
317 ssize_t fastcall wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
318 {
319         while (iocb->ki_users) {
320                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
321                 if (!iocb->ki_users)
322                         break;
323                 schedule();
324         }
325         __set_current_state(TASK_RUNNING);
326         return iocb->ki_user_data;
327 }
328
329 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
330  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
331  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
332  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
333  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
334  * associated with the request (held via struct page * references).
335  */
336 void fastcall exit_aio(struct mm_struct *mm)
337 {
338         struct kioctx *ctx = mm->ioctx_list;
339         mm->ioctx_list = NULL;
340         while (ctx) {
341                 struct kioctx *next = ctx->next;
342                 ctx->next = NULL;
343                 aio_cancel_all(ctx);
344
345                 wait_for_all_aios(ctx);
346                 /*
347                  * this is an overkill, but ensures we don't leave
348                  * the ctx on the aio_wq
349                  */
350                 flush_workqueue(aio_wq);
351
352                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
353                         printk(KERN_DEBUG
354                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
355                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
356                                 ctx->reqs_active);
357                 put_ioctx(ctx);
358                 ctx = next;
359         }
360 }
361
362 /* __put_ioctx
363  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
364  *      and the struct needs to be freed.
365  */
366 void fastcall __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
367 {
368         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
369
370         if (unlikely(ctx->reqs_active))
371                 BUG();
372
373         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
374         flush_workqueue(aio_wq);
375         aio_free_ring(ctx);
376         mmdrop(ctx->mm);
377         ctx->mm = NULL;
378         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
379         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
380
381         if (nr_events) {
382                 spin_lock(&aio_nr_lock);
383                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
384                 aio_nr -= nr_events;
385                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
386         }
387 }
388
389 /* aio_get_req
390  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
391  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
392  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
393  *
394  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
395  * an extra reference while submitting the i/o.
396  * This prevents races between the aio code path referencing the
397  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
398  */
399 static struct kiocb *FASTCALL(__aio_get_req(struct kioctx *ctx));
400 static struct kiocb fastcall *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
401 {
402         struct kiocb *req = NULL;
403         struct aio_ring *ring;
404         int okay = 0;
405
406         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
407         if (unlikely(!req))
408                 return NULL;
409
410         req->ki_flags = 0;
411         req->ki_users = 2;
412         req->ki_key = 0;
413         req->ki_ctx = ctx;
414         req->ki_cancel = NULL;
415         req->ki_retry = NULL;
416         req->ki_dtor = NULL;
417         req->private = NULL;
418         req->ki_iovec = NULL;
419         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
420
421         /* Check if the completion queue has enough free space to
422          * accept an event from this io.
423          */
424         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
425         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0], KM_USER0);
426         if (ctx->reqs_active < aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring)) {
427                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
428                 get_ioctx(ctx);
429                 ctx->reqs_active++;
430                 okay = 1;
431         }
432         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
433         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
434
435         if (!okay) {
436                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
437                 req = NULL;
438         }
439
440         return req;
441 }
442
443 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
444 {
445         struct kiocb *req;
446         /* Handle a potential starvation case -- should be exceedingly rare as 
447          * requests will be stuck on fput_head only if the aio_fput_routine is 
448          * delayed and the requests were the last user of the struct file.
449          */
450         req = __aio_get_req(ctx);
451         if (unlikely(NULL == req)) {
452                 aio_fput_routine(NULL);
453                 req = __aio_get_req(ctx);
454         }
455         return req;
456 }
457
458 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
459 {
460         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
461
462         if (req->ki_dtor)
463                 req->ki_dtor(req);
464         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
465                 kfree(req->ki_iovec);
466         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
467         ctx->reqs_active--;
468
469         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
470                 wake_up(&ctx->wait);
471 }
472
473 static void aio_fput_routine(void *data)
474 {
475         spin_lock_irq(&fput_lock);
476         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
477                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
478                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
479
480                 list_del(&req->ki_list);
481                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
482
483                 /* Complete the fput */
484                 __fput(req->ki_filp);
485
486                 /* Link the iocb into the context's free list */
487                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
488                 really_put_req(ctx, req);
489                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
490
491                 put_ioctx(ctx);
492                 spin_lock_irq(&fput_lock);
493         }
494         spin_unlock_irq(&fput_lock);
495 }
496
497 /* __aio_put_req
498  *      Returns true if this put was the last user of the request.
499  */
500 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
501 {
502         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%d\n",
503                 req, atomic_read(&req->ki_filp->f_count));
504
505         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
506
507         req->ki_users --;
508         if (unlikely(req->ki_users < 0))
509                 BUG();
510         if (likely(req->ki_users))
511                 return 0;
512         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
513         req->ki_cancel = NULL;
514         req->ki_retry = NULL;
515
516         /* Must be done under the lock to serialise against cancellation.
517          * Call this aio_fput as it duplicates fput via the fput_work.
518          */
519         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&req->ki_filp->f_count))) {
520                 get_ioctx(ctx);
521                 spin_lock(&fput_lock);
522                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
523                 spin_unlock(&fput_lock);
524                 queue_work(aio_wq, &fput_work);
525         } else
526                 really_put_req(ctx, req);
527         return 1;
528 }
529
530 /* aio_put_req
531  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
532  *      false if the request is still in use.
533  */
534 int fastcall aio_put_req(struct kiocb *req)
535 {
536         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
537         int ret;
538         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
539         ret = __aio_put_req(ctx, req);
540         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
541         if (ret)
542                 put_ioctx(ctx);
543         return ret;
544 }
545
546 /*      Lookup an ioctx id.  ioctx_list is lockless for reads.
547  *      FIXME: this is O(n) and is only suitable for development.
548  */
549 struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
550 {
551         struct kioctx *ioctx;
552         struct mm_struct *mm;
553
554         mm = current->mm;
555         read_lock(&mm->ioctx_list_lock);
556         for (ioctx = mm->ioctx_list; ioctx; ioctx = ioctx->next)
557                 if (likely(ioctx->user_id == ctx_id && !ioctx->dead)) {
558                         get_ioctx(ioctx);
559                         break;
560                 }
561         read_unlock(&mm->ioctx_list_lock);
562
563         return ioctx;
564 }
565
566 /*
567  * use_mm
568  *      Makes the calling kernel thread take on the specified
569  *      mm context.
570  *      Called by the retry thread execute retries within the
571  *      iocb issuer's mm context, so that copy_from/to_user
572  *      operations work seamlessly for aio.
573  *      (Note: this routine is intended to be called only
574  *      from a kernel thread context)
575  */
576 static void use_mm(struct mm_struct *mm)
577 {
578         struct mm_struct *active_mm;
579         struct task_struct *tsk = current;
580
581         task_lock(tsk);
582         tsk->flags |= PF_BORROWED_MM;
583         active_mm = tsk->active_mm;
584         atomic_inc(&mm->mm_count);
585         tsk->mm = mm;
586         tsk->active_mm = mm;
587         /*
588          * Note that on UML this *requires* PF_BORROWED_MM to be set, otherwise
589          * it won't work. Update it accordingly if you change it here
590          */
591         activate_mm(active_mm, mm);
592         task_unlock(tsk);
593
594         mmdrop(active_mm);
595 }
596
597 /*
598  * unuse_mm
599  *      Reverses the effect of use_mm, i.e. releases the
600  *      specified mm context which was earlier taken on
601  *      by the calling kernel thread
602  *      (Note: this routine is intended to be called only
603  *      from a kernel thread context)
604  *
605  * Comments: Called with ctx->ctx_lock held. This nests
606  * task_lock instead ctx_lock.
607  */
608 static void unuse_mm(struct mm_struct *mm)
609 {
610         struct task_struct *tsk = current;
611
612         task_lock(tsk);
613         tsk->flags &= ~PF_BORROWED_MM;
614         tsk->mm = NULL;
615         /* active_mm is still 'mm' */
616         enter_lazy_tlb(mm, tsk);
617         task_unlock(tsk);
618 }
619
620 /*
621  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
622  * has already been marked as kicked, and places it on
623  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
624  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
625  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
626  * queue to process it), or 0, if it found that it was
627  * already queued.
628  */
629 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
630 {
631         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
632
633         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
634
635         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
636                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
637                         &ctx->run_list);
638                 return 1;
639         }
640         return 0;
641 }
642
643 /* aio_run_iocb
644  *      This is the core aio execution routine. It is
645  *      invoked both for initial i/o submission and
646  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
647  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
648  *      already held. The lock is released and reacquired
649  *      as needed during processing.
650  *
651  * Calls the iocb retry method (already setup for the
652  * iocb on initial submission) for operation specific
653  * handling, but takes care of most of common retry
654  * execution details for a given iocb. The retry method
655  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
656  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
657  * retry kernel thread.
658  *
659  * The trickier parts in this code have to do with
660  * ensuring that only one retry instance is in progress
661  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
662  * simplifies the coding of individual aio operations as
663  * it avoids various potential races.
664  */
665 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
666 {
667         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
668         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
669         ssize_t ret;
670
671         if (iocb->ki_retried++ > 1024*1024) {
672                 printk("Maximal retry count.  Bytes done %Zd\n",
673                         iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left);
674                 return -EAGAIN;
675         }
676
677         if (!(iocb->ki_retried & 0xff)) {
678                 pr_debug("%ld retry: %d of %d\n", iocb->ki_retried,
679                         iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left, iocb->ki_nbytes);
680         }
681
682         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
683                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
684                 return 0;
685         }
686
687         /*
688          * We don't want the next retry iteration for this
689          * operation to start until this one has returned and
690          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
691          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
692          * meantime, indicating that data is available for the next
693          * iteration. We want to remember that and enable the
694          * next retry iteration _after_ we are through with
695          * this one.
696          *
697          * So, in order to be able to register a "kick", but
698          * prevent it from being queued now, we clear the kick
699          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
700          * still on the run list until we are actually done.
701          * When we are done with this iteration, we check if
702          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
703          * it up afresh.
704          */
705
706         kiocbClearKicked(iocb);
707
708         /*
709          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
710          * pull the iocb off the run list (We can't just call
711          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
712          * queue this on the run list yet)
713          */
714         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
715         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
716
717         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
718         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
719                 ret = -EINTR;
720                 aio_complete(iocb, ret, 0);
721                 /* must not access the iocb after this */
722                 goto out;
723         }
724
725         /*
726          * Now we are all set to call the retry method in async
727          * context. By setting this thread's io_wait context
728          * to point to the wait queue entry inside the currently
729          * running iocb for the duration of the retry, we ensure
730          * that async notification wakeups are queued by the
731          * operation instead of blocking waits, and when notified,
732          * cause the iocb to be kicked for continuation (through
733          * the aio_wake_function callback).
734          */
735         BUG_ON(current->io_wait != NULL);
736         current->io_wait = &iocb->ki_wait;
737         ret = retry(iocb);
738         current->io_wait = NULL;
739
740         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
741                 BUG_ON(!list_empty(&iocb->ki_wait.task_list));
742                 aio_complete(iocb, ret, 0);
743         }
744 out:
745         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
746
747         if (-EIOCBRETRY == ret) {
748                 /*
749                  * OK, now that we are done with this iteration
750                  * and know that there is more left to go,
751                  * this is where we let go so that a subsequent
752                  * "kick" can start the next iteration
753                  */
754
755                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
756                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
757                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
758                  * has already been kicked */
759                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
760                         __queue_kicked_iocb(iocb);
761
762                         /*
763                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
764                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
765                          * be safe to unconditionally queue the context into the
766                          * work queue.
767                          */
768                         aio_queue_work(ctx);
769                 }
770         }
771         return ret;
772 }
773
774 /*
775  * __aio_run_iocbs:
776  *      Process all pending retries queued on the ioctx
777  *      run list.
778  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
779  * context.
780  */
781 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
782 {
783         struct kiocb *iocb;
784         struct list_head run_list;
785
786         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
787
788         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
789         while (!list_empty(&run_list)) {
790                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
791                         ki_run_list);
792                 list_del(&iocb->ki_run_list);
793                 /*
794                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
795                  */
796                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
797                 aio_run_iocb(iocb);
798                 if (__aio_put_req(ctx, iocb))  /* drop extra ref */
799                         put_ioctx(ctx);
800         }
801         if (!list_empty(&ctx->run_list))
802                 return 1;
803         return 0;
804 }
805
806 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
807 {
808         unsigned long timeout;
809         /*
810          * if someone is waiting, get the work started right
811          * away, otherwise, use a longer delay
812          */
813         smp_mb();
814         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
815                 timeout = 1;
816         else
817                 timeout = HZ/10;
818         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
819 }
820
821
822 /*
823  * aio_run_iocbs:
824  *      Process all pending retries queued on the ioctx
825  *      run list.
826  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
827  * context.
828  */
829 static inline void aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
830 {
831         int requeue;
832
833         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
834
835         requeue = __aio_run_iocbs(ctx);
836         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
837         if (requeue)
838                 aio_queue_work(ctx);
839 }
840
841 /*
842  * just like aio_run_iocbs, but keeps running them until
843  * the list stays empty
844  */
845 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
846 {
847         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
848         while (__aio_run_iocbs(ctx))
849                 ;
850         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
851 }
852
853 /*
854  * aio_kick_handler:
855  *      Work queue handler triggered to process pending
856  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
857  *      mm context before running the iocbs, so that
858  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
859  *      space.
860  * Run on aiod's context.
861  */
862 static void aio_kick_handler(void *data)
863 {
864         struct kioctx *ctx = data;
865         mm_segment_t oldfs = get_fs();
866         int requeue;
867
868         set_fs(USER_DS);
869         use_mm(ctx->mm);
870         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
871         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
872         unuse_mm(ctx->mm);
873         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
874         set_fs(oldfs);
875         /*
876          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
877          */
878         if (requeue)
879                 queue_work(aio_wq, &ctx->wq);
880 }
881
882
883 /*
884  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
885  * and if required activate the aio work queue to process
886  * it
887  */
888 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
889 {
890         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
891         unsigned long flags;
892         int run = 0;
893
894         /* We're supposed to be the only path putting the iocb back on the run
895          * list.  If we find that the iocb is *back* on a wait queue already
896          * than retry has happened before we could queue the iocb.  This also
897          * means that the retry could have completed and freed our iocb, no
898          * good. */
899         BUG_ON((!list_empty(&iocb->ki_wait.task_list)));
900
901         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
902         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
903          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
904         if (!kiocbTryKick(iocb))
905                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
906         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
907         if (run)
908                 aio_queue_work(ctx);
909 }
910
911 /*
912  * kick_iocb:
913  *      Called typically from a wait queue callback context
914  *      (aio_wake_function) to trigger a retry of the iocb.
915  *      The retry is usually executed by aio workqueue
916  *      threads (See aio_kick_handler).
917  */
918 void fastcall kick_iocb(struct kiocb *iocb)
919 {
920         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
921          * single context. */
922         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
923                 kiocbSetKicked(iocb);
924                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
925                 return;
926         }
927
928         try_queue_kicked_iocb(iocb);
929 }
930 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
931
932 /* aio_complete
933  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
934  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
935  *      only other user of the request can be the cancellation code.
936  */
937 int fastcall aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
938 {
939         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
940         struct aio_ring_info    *info;
941         struct aio_ring *ring;
942         struct io_event *event;
943         unsigned long   flags;
944         unsigned long   tail;
945         int             ret;
946
947         /*
948          * Special case handling for sync iocbs:
949          *  - events go directly into the iocb for fast handling
950          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
951          *    ref, no other paths have a way to get another ref
952          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
953          */
954         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
955                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
956                 iocb->ki_user_data = res;
957                 iocb->ki_users = 0;
958                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
959                 return 1;
960         }
961
962         info = &ctx->ring_info;
963
964         /* add a completion event to the ring buffer.
965          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
966          * other code from messing with the tail
967          * pointer since we might be called from irq
968          * context.
969          */
970         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
971
972         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
973                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
974
975         /*
976          * cancelled requests don't get events, userland was given one
977          * when the event got cancelled.
978          */
979         if (kiocbIsCancelled(iocb))
980                 goto put_rq;
981
982         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
983
984         tail = info->tail;
985         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
986         if (++tail >= info->nr)
987                 tail = 0;
988
989         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
990         event->data = iocb->ki_user_data;
991         event->res = res;
992         event->res2 = res2;
993
994         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
995                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
996                 res, res2);
997
998         /* after flagging the request as done, we
999          * must never even look at it again
1000          */
1001         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1002
1003         info->tail = tail;
1004         ring->tail = tail;
1005
1006         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
1007         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
1008
1009         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1010
1011         pr_debug("%ld retries: %d of %d\n", iocb->ki_retried,
1012                 iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left, iocb->ki_nbytes);
1013 put_rq:
1014         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1015         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1016
1017         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1018
1019         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1020                 wake_up(&ctx->wait);
1021
1022         if (ret)
1023                 put_ioctx(ctx);
1024
1025         return ret;
1026 }
1027
1028 /* aio_read_evt
1029  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1030  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1031  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1032  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1033  */
1034 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1035 {
1036         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1037         struct aio_ring *ring;
1038         unsigned long head;
1039         int ret = 0;
1040
1041         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1042         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1043                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1044                  (unsigned long)ring->nr);
1045
1046         if (ring->head == ring->tail)
1047                 goto out;
1048
1049         spin_lock(&info->ring_lock);
1050
1051         head = ring->head % info->nr;
1052         if (head != ring->tail) {
1053                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1054                 *ent = *evp;
1055                 head = (head + 1) % info->nr;
1056                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1057                 ring->head = head;
1058                 ret = 1;
1059                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1060         }
1061         spin_unlock(&info->ring_lock);
1062
1063 out:
1064         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1065         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1066                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1067         return ret;
1068 }
1069
1070 struct aio_timeout {
1071         struct timer_list       timer;
1072         int                     timed_out;
1073         struct task_struct      *p;
1074 };
1075
1076 static void timeout_func(unsigned long data)
1077 {
1078         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1079
1080         to->timed_out = 1;
1081         wake_up_process(to->p);
1082 }
1083
1084 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1085 {
1086         init_timer(&to->timer);
1087         to->timer.data = (unsigned long)to;
1088         to->timer.function = timeout_func;
1089         to->timed_out = 0;
1090         to->p = current;
1091 }
1092
1093 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1094                                const struct timespec *ts)
1095 {
1096         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1097         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1098                 add_timer(&to->timer);
1099         else
1100                 to->timed_out = 1;
1101 }
1102
1103 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1104 {
1105         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1106 }
1107
1108 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1109                         long min_nr, long nr,
1110                         struct io_event __user *event,
1111                         struct timespec __user *timeout)
1112 {
1113         long                    start_jiffies = jiffies;
1114         struct task_struct      *tsk = current;
1115         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1116         int                     ret;
1117         int                     i = 0;
1118         struct io_event         ent;
1119         struct aio_timeout      to;
1120         int                     retry = 0;
1121
1122         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1123          * any, but C is fun!
1124          */
1125         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1126 retry:
1127         ret = 0;
1128         while (likely(i < nr)) {
1129                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1130                 if (unlikely(ret <= 0))
1131                         break;
1132
1133                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1134                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1135
1136                 /* Could we split the check in two? */
1137                 ret = -EFAULT;
1138                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1139                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1140                         break;
1141                 }
1142                 ret = 0;
1143
1144                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1145                 event ++;
1146                 i ++;
1147         }
1148
1149         if (min_nr <= i)
1150                 return i;
1151         if (ret)
1152                 return ret;
1153
1154         /* End fast path */
1155
1156         /* racey check, but it gets redone */
1157         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1158                 retry = 1;
1159                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1160                 goto retry;
1161         }
1162
1163         init_timeout(&to);
1164         if (timeout) {
1165                 struct timespec ts;
1166                 ret = -EFAULT;
1167                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1168                         goto out;
1169
1170                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1171         }
1172
1173         while (likely(i < nr)) {
1174                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1175                 do {
1176                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1177                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1178                         if (ret)
1179                                 break;
1180                         if (min_nr <= i)
1181                                 break;
1182                         ret = 0;
1183                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1184                                 break;
1185                         schedule();
1186                         if (signal_pending(tsk)) {
1187                                 ret = -EINTR;
1188                                 break;
1189                         }
1190                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1191                 } while (1) ;
1192
1193                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1194                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1195
1196                 if (unlikely(ret <= 0))
1197                         break;
1198
1199                 ret = -EFAULT;
1200                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1201                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1202                         break;
1203                 }
1204
1205                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1206                 event ++;
1207                 i ++;
1208         }
1209
1210         if (timeout)
1211                 clear_timeout(&to);
1212 out:
1213         return i ? i : ret;
1214 }
1215
1216 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1217  * against races with itself via ->dead.
1218  */
1219 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1220 {
1221         struct mm_struct *mm = current->mm;
1222         struct kioctx **tmp;
1223         int was_dead;
1224
1225         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1226         write_lock(&mm->ioctx_list_lock);
1227         was_dead = ioctx->dead;
1228         ioctx->dead = 1;
1229         for (tmp = &mm->ioctx_list; *tmp && *tmp != ioctx;
1230              tmp = &(*tmp)->next)
1231                 ;
1232         if (*tmp)
1233                 *tmp = ioctx->next;
1234         write_unlock(&mm->ioctx_list_lock);
1235
1236         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1237         if (likely(!was_dead))
1238                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1239
1240         aio_cancel_all(ioctx);
1241         wait_for_all_aios(ioctx);
1242         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1243 }
1244
1245 /* sys_io_setup:
1246  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1247  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1248  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1249  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1250  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1251  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1252  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1253  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1254  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1255  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1256  *      implemented.
1257  */
1258 asmlinkage long sys_io_setup(unsigned nr_events, aio_context_t __user *ctxp)
1259 {
1260         struct kioctx *ioctx = NULL;
1261         unsigned long ctx;
1262         long ret;
1263
1264         ret = get_user(ctx, ctxp);
1265         if (unlikely(ret))
1266                 goto out;
1267
1268         ret = -EINVAL;
1269         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1270                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1271                          ctx, nr_events);
1272                 goto out;
1273         }
1274
1275         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1276         ret = PTR_ERR(ioctx);
1277         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1278                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1279                 if (!ret)
1280                         return 0;
1281
1282                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1283                 io_destroy(ioctx);
1284         }
1285
1286 out:
1287         return ret;
1288 }
1289
1290 /* sys_io_destroy:
1291  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1292  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1293  *      implemented.  May fail with -EFAULT if the context pointed to
1294  *      is invalid.
1295  */
1296 asmlinkage long sys_io_destroy(aio_context_t ctx)
1297 {
1298         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1299         if (likely(NULL != ioctx)) {
1300                 io_destroy(ioctx);
1301                 return 0;
1302         }
1303         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1304         return -EINVAL;
1305 }
1306
1307 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1308 {
1309         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1310
1311         BUG_ON(ret <= 0);
1312
1313         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1314                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1315                 iov->iov_base += this;
1316                 iov->iov_len -= this;
1317                 iocb->ki_left -= this;
1318                 ret -= this;
1319                 if (iov->iov_len == 0) {
1320                         iocb->ki_cur_seg++;
1321                         iov++;
1322                 }
1323         }
1324
1325         /* the caller should not have done more io than what fit in
1326          * the remaining iovecs */
1327         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1328 }
1329
1330 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1331 {
1332         struct file *file = iocb->ki_filp;
1333         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1334         struct inode *inode = mapping->host;
1335         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1336                          unsigned long, loff_t);
1337         ssize_t ret = 0;
1338         unsigned short opcode;
1339
1340         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1341                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1342                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1343                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1344         } else {
1345                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1346                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1347         }
1348
1349         do {
1350                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1351                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1352                             iocb->ki_pos);
1353                 if (ret > 0)
1354                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1355
1356         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1357          * regular file. */
1358         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1359                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1360                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1361
1362         /* This means we must have transferred all that we could */
1363         /* No need to retry anymore */
1364         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1365                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1366
1367         return ret;
1368 }
1369
1370 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1371 {
1372         struct file *file = iocb->ki_filp;
1373         ssize_t ret = -EINVAL;
1374
1375         if (file->f_op->aio_fsync)
1376                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1377         return ret;
1378 }
1379
1380 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1381 {
1382         struct file *file = iocb->ki_filp;
1383         ssize_t ret = -EINVAL;
1384
1385         if (file->f_op->aio_fsync)
1386                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1387         return ret;
1388 }
1389
1390 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb)
1391 {
1392         ssize_t ret;
1393
1394         ret = rw_copy_check_uvector(type, (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1395                                     kiocb->ki_nbytes, 1,
1396                                     &kiocb->ki_inline_vec, &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         kiocb->ki_nbytes = kiocb->ki_left;
1419         return 0;
1420 }
1421
1422 /*
1423  * aio_setup_iocb:
1424  *      Performs the initial checks and aio retry method
1425  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1426  */
1427 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb)
1428 {
1429         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1430         ssize_t ret = 0;
1431
1432         switch (kiocb->ki_opcode) {
1433         case IOCB_CMD_PREAD:
1434                 ret = -EBADF;
1435                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1436                         break;
1437                 ret = -EFAULT;
1438                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1439                         kiocb->ki_left)))
1440                         break;
1441                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1442                 if (unlikely(ret))
1443                         break;
1444                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1445                 if (ret)
1446                         break;
1447                 ret = -EINVAL;
1448                 if (file->f_op->aio_read)
1449                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1450                 break;
1451         case IOCB_CMD_PWRITE:
1452                 ret = -EBADF;
1453                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1454                         break;
1455                 ret = -EFAULT;
1456                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1457                         kiocb->ki_left)))
1458                         break;
1459                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1460                 if (unlikely(ret))
1461                         break;
1462                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1463                 if (ret)
1464                         break;
1465                 ret = -EINVAL;
1466                 if (file->f_op->aio_write)
1467                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1468                 break;
1469         case IOCB_CMD_PREADV:
1470                 ret = -EBADF;
1471                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1472                         break;
1473                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1474                 if (unlikely(ret))
1475                         break;
1476                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb);
1477                 if (ret)
1478                         break;
1479                 ret = -EINVAL;
1480                 if (file->f_op->aio_read)
1481                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1482                 break;
1483         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1484                 ret = -EBADF;
1485                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1486                         break;
1487                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1488                 if (unlikely(ret))
1489                         break;
1490                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb);
1491                 if (ret)
1492                         break;
1493                 ret = -EINVAL;
1494                 if (file->f_op->aio_write)
1495                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1496                 break;
1497         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1498                 ret = -EINVAL;
1499                 if (file->f_op->aio_fsync)
1500                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1501                 break;
1502         case IOCB_CMD_FSYNC:
1503                 ret = -EINVAL;
1504                 if (file->f_op->aio_fsync)
1505                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1506                 break;
1507         default:
1508                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1509                 ret = -EINVAL;
1510         }
1511
1512         if (!kiocb->ki_retry)
1513                 return ret;
1514
1515         return 0;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * aio_wake_function:
1520  *      wait queue callback function for aio notification,
1521  *      Simply triggers a retry of the operation via kick_iocb.
1522  *
1523  *      This callback is specified in the wait queue entry in
1524  *      a kiocb (current->io_wait points to this wait queue
1525  *      entry when an aio operation executes; it is used
1526  *      instead of a synchronous wait when an i/o blocking
1527  *      condition is encountered during aio).
1528  *
1529  * Note:
1530  * This routine is executed with the wait queue lock held.
1531  * Since kick_iocb acquires iocb->ctx->ctx_lock, it nests
1532  * the ioctx lock inside the wait queue lock. This is safe
1533  * because this callback isn't used for wait queues which
1534  * are nested inside ioctx lock (i.e. ctx->wait)
1535  */
1536 static int aio_wake_function(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
1537                              int sync, void *key)
1538 {
1539         struct kiocb *iocb = container_of(wait, struct kiocb, ki_wait);
1540
1541         list_del_init(&wait->task_list);
1542         kick_iocb(iocb);
1543         return 1;
1544 }
1545
1546 int fastcall io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1547                          struct iocb *iocb)
1548 {
1549         struct kiocb *req;
1550         struct file *file;
1551         ssize_t ret;
1552
1553         /* enforce forwards compatibility on users */
1554         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2 ||
1555                      iocb->aio_reserved3)) {
1556                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1557                 return -EINVAL;
1558         }
1559
1560         /* prevent overflows */
1561         if (unlikely(
1562             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1563             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1564             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1565            )) {
1566                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1567                 return -EINVAL;
1568         }
1569
1570         file = fget(iocb->aio_fildes);
1571         if (unlikely(!file))
1572                 return -EBADF;
1573
1574         req = aio_get_req(ctx);         /* returns with 2 references to req */
1575         if (unlikely(!req)) {
1576                 fput(file);
1577                 return -EAGAIN;
1578         }
1579
1580         req->ki_filp = file;
1581         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1582         if (unlikely(ret)) {
1583                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1584                 goto out_put_req;
1585         }
1586
1587         req->ki_obj.user = user_iocb;
1588         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1589         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1590
1591         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1592         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1593         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1594         init_waitqueue_func_entry(&req->ki_wait, aio_wake_function);
1595         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_wait.task_list);
1596         req->ki_retried = 0;
1597
1598         ret = aio_setup_iocb(req);
1599
1600         if (ret)
1601                 goto out_put_req;
1602
1603         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1604         aio_run_iocb(req);
1605         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1606                 /* drain the run list */
1607                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1608                         ;
1609         }
1610         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1611         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1612         return 0;
1613
1614 out_put_req:
1615         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1616         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1617         return ret;
1618 }
1619
1620 /* sys_io_submit:
1621  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1622  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1623  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1624  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1625  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1626  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1627  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1628  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1629  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1630  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1631  */
1632 asmlinkage long sys_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1633                               struct iocb __user * __user *iocbpp)
1634 {
1635         struct kioctx *ctx;
1636         long ret = 0;
1637         int i;
1638
1639         if (unlikely(nr < 0))
1640                 return -EINVAL;
1641
1642         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1643                 return -EFAULT;
1644
1645         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1646         if (unlikely(!ctx)) {
1647                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1648                 return -EINVAL;
1649         }
1650
1651         /*
1652          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1653          * successfully submitted?
1654          */
1655         for (i=0; i<nr; i++) {
1656                 struct iocb __user *user_iocb;
1657                 struct iocb tmp;
1658
1659                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1660                         ret = -EFAULT;
1661                         break;
1662                 }
1663
1664                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1665                         ret = -EFAULT;
1666                         break;
1667                 }
1668
1669                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp);
1670                 if (ret)
1671                         break;
1672         }
1673
1674         put_ioctx(ctx);
1675         return i ? i : ret;
1676 }
1677
1678 /* lookup_kiocb
1679  *      Finds a given iocb for cancellation.
1680  */
1681 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1682                                   u32 key)
1683 {
1684         struct list_head *pos;
1685
1686         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1687
1688         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1689         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1690                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1691                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1692                         return kiocb;
1693         }
1694         return NULL;
1695 }
1696
1697 /* sys_io_cancel:
1698  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1699  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1700  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1701  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1702  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1703  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1704  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1705  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1706  */
1707 asmlinkage long sys_io_cancel(aio_context_t ctx_id, struct iocb __user *iocb,
1708                               struct io_event __user *result)
1709 {
1710         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1711         struct kioctx *ctx;
1712         struct kiocb *kiocb;
1713         u32 key;
1714         int ret;
1715
1716         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1717         if (unlikely(ret))
1718                 return -EFAULT;
1719
1720         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1721         if (unlikely(!ctx))
1722                 return -EINVAL;
1723
1724         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1725         ret = -EAGAIN;
1726         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1727         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1728                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1729                 kiocb->ki_users ++;
1730                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1731         } else
1732                 cancel = NULL;
1733         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1734
1735         if (NULL != cancel) {
1736                 struct io_event tmp;
1737                 pr_debug("calling cancel\n");
1738                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1739                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1740                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1741                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1742                 if (!ret) {
1743                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1744                          * into the user's buffer.
1745                          */
1746                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1747                                 ret = -EFAULT;
1748                 }
1749         } else
1750                 ret = -EINVAL;
1751
1752         put_ioctx(ctx);
1753
1754         return ret;
1755 }
1756
1757 /* io_getevents:
1758  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1759  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id.  May
1760  *      fail with -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range,
1761  *      if nr is out of range, if when is out of range.  May fail with
1762  *      -EFAULT if any of the memory specified to is invalid.  May return
1763  *      0 or < min_nr if no events are available and the timeout specified
1764  *      by when has elapsed, where when == NULL specifies an infinite
1765  *      timeout.  Note that the timeout pointed to by when is relative and
1766  *      will be updated if not NULL and the operation blocks.  Will fail
1767  *      with -ENOSYS if not implemented.
1768  */
1769 asmlinkage long sys_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
1770                                  long min_nr,
1771                                  long nr,
1772                                  struct io_event __user *events,
1773                                  struct timespec __user *timeout)
1774 {
1775         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1776         long ret = -EINVAL;
1777
1778         if (likely(ioctx)) {
1779                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0 && nr >= 0))
1780                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1781                 put_ioctx(ioctx);
1782         }
1783
1784         return ret;
1785 }
1786
1787 __initcall(aio_setup);
1788
1789 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1790 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
1791 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);