[PATCH] Add vector AIO support
[linux-2.6.git] / include / linux / aio.h
1 #ifndef __LINUX__AIO_H
2 #define __LINUX__AIO_H
3
4 #include <linux/list.h>
5 #include <linux/workqueue.h>
6 #include <linux/aio_abi.h>
7 #include <linux/uio.h>
8
9 #include <asm/atomic.h>
10 #include <linux/uio.h>
11
12 #define AIO_MAXSEGS             4
13 #define AIO_KIOGRP_NR_ATOMIC    8
14
15 struct kioctx;
16
17 /* Notes on cancelling a kiocb:
18  *      If a kiocb is cancelled, aio_complete may return 0 to indicate 
19  *      that cancel has not yet disposed of the kiocb.  All cancel 
20  *      operations *must* call aio_put_req to dispose of the kiocb 
21  *      to guard against races with the completion code.
22  */
23 #define KIOCB_C_CANCELLED       0x01
24 #define KIOCB_C_COMPLETE        0x02
25
26 #define KIOCB_SYNC_KEY          (~0U)
27
28 /* ki_flags bits */
29 /*
30  * This may be used for cancel/retry serialization in the future, but
31  * for now it's unused and we probably don't want modules to even
32  * think they can use it.
33  */
34 /* #define KIF_LOCKED           0 */
35 #define KIF_KICKED              1
36 #define KIF_CANCELLED           2
37
38 #define kiocbTryLock(iocb)      test_and_set_bit(KIF_LOCKED, &(iocb)->ki_flags)
39 #define kiocbTryKick(iocb)      test_and_set_bit(KIF_KICKED, &(iocb)->ki_flags)
40
41 #define kiocbSetLocked(iocb)    set_bit(KIF_LOCKED, &(iocb)->ki_flags)
42 #define kiocbSetKicked(iocb)    set_bit(KIF_KICKED, &(iocb)->ki_flags)
43 #define kiocbSetCancelled(iocb) set_bit(KIF_CANCELLED, &(iocb)->ki_flags)
44
45 #define kiocbClearLocked(iocb)  clear_bit(KIF_LOCKED, &(iocb)->ki_flags)
46 #define kiocbClearKicked(iocb)  clear_bit(KIF_KICKED, &(iocb)->ki_flags)
47 #define kiocbClearCancelled(iocb)       clear_bit(KIF_CANCELLED, &(iocb)->ki_flags)
48
49 #define kiocbIsLocked(iocb)     test_bit(KIF_LOCKED, &(iocb)->ki_flags)
50 #define kiocbIsKicked(iocb)     test_bit(KIF_KICKED, &(iocb)->ki_flags)
51 #define kiocbIsCancelled(iocb)  test_bit(KIF_CANCELLED, &(iocb)->ki_flags)
52
53 /* is there a better place to document function pointer methods? */
54 /**
55  * ki_retry     -       iocb forward progress callback
56  * @kiocb:      The kiocb struct to advance by performing an operation.
57  *
58  * This callback is called when the AIO core wants a given AIO operation
59  * to make forward progress.  The kiocb argument describes the operation
60  * that is to be performed.  As the operation proceeds, perhaps partially,
61  * ki_retry is expected to update the kiocb with progress made.  Typically
62  * ki_retry is set in the AIO core and it itself calls file_operations
63  * helpers.
64  *
65  * ki_retry's return value determines when the AIO operation is completed
66  * and an event is generated in the AIO event ring.  Except the special
67  * return values described below, the value that is returned from ki_retry
68  * is transferred directly into the completion ring as the operation's
69  * resulting status.  Once this has happened ki_retry *MUST NOT* reference
70  * the kiocb pointer again.
71  *
72  * If ki_retry returns -EIOCBQUEUED it has made a promise that aio_complete()
73  * will be called on the kiocb pointer in the future.  The AIO core will
74  * not ask the method again -- ki_retry must ensure forward progress.
75  * aio_complete() must be called once and only once in the future, multiple
76  * calls may result in undefined behaviour.
77  *
78  * If ki_retry returns -EIOCBRETRY it has made a promise that kick_iocb()
79  * will be called on the kiocb pointer in the future.  This may happen
80  * through generic helpers that associate kiocb->ki_wait with a wait
81  * queue head that ki_retry uses via current->io_wait.  It can also happen
82  * with custom tracking and manual calls to kick_iocb(), though that is
83  * discouraged.  In either case, kick_iocb() must be called once and only
84  * once.  ki_retry must ensure forward progress, the AIO core will wait
85  * indefinitely for kick_iocb() to be called.
86  */
87 struct kiocb {
88         struct list_head        ki_run_list;
89         long                    ki_flags;
90         int                     ki_users;
91         unsigned                ki_key;         /* id of this request */
92
93         struct file             *ki_filp;
94         struct kioctx           *ki_ctx;        /* may be NULL for sync ops */
95         int                     (*ki_cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
96         ssize_t                 (*ki_retry)(struct kiocb *);
97         void                    (*ki_dtor)(struct kiocb *);
98
99         union {
100                 void __user             *user;
101                 struct task_struct      *tsk;
102         } ki_obj;
103
104         __u64                   ki_user_data;   /* user's data for completion */
105         wait_queue_t            ki_wait;
106         loff_t                  ki_pos;
107
108         void                    *private;
109         /* State that we remember to be able to restart/retry  */
110         unsigned short          ki_opcode;
111         size_t                  ki_nbytes;      /* copy of iocb->aio_nbytes */
112         char                    __user *ki_buf; /* remaining iocb->aio_buf */
113         size_t                  ki_left;        /* remaining bytes */
114         long                    ki_retried;     /* just for testing */
115         long                    ki_kicked;      /* just for testing */
116         long                    ki_queued;      /* just for testing */
117         struct iovec            ki_inline_vec;  /* inline vector */
118         struct iovec            *ki_iovec;
119         unsigned long           ki_nr_segs;
120         unsigned long           ki_cur_seg;
121
122         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
123                                                  * for cancellation */
124 };
125
126 #define is_sync_kiocb(iocb)     ((iocb)->ki_key == KIOCB_SYNC_KEY)
127 #define init_sync_kiocb(x, filp)                        \
128         do {                                            \
129                 struct task_struct *tsk = current;      \
130                 (x)->ki_flags = 0;                      \
131                 (x)->ki_users = 1;                      \
132                 (x)->ki_key = KIOCB_SYNC_KEY;           \
133                 (x)->ki_filp = (filp);                  \
134                 (x)->ki_ctx = NULL;                     \
135                 (x)->ki_cancel = NULL;                  \
136                 (x)->ki_retry = NULL;                   \
137                 (x)->ki_dtor = NULL;                    \
138                 (x)->ki_obj.tsk = tsk;                  \
139                 (x)->ki_user_data = 0;                  \
140                 init_wait((&(x)->ki_wait));             \
141         } while (0)
142
143 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
144 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
145 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
146 struct aio_ring {
147         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
148         unsigned        nr;     /* number of io_events */
149         unsigned        head;
150         unsigned        tail;
151
152         unsigned        magic;
153         unsigned        compat_features;
154         unsigned        incompat_features;
155         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
156
157
158         struct io_event         io_events[0];
159 }; /* 128 bytes + ring size */
160
161 #define aio_ring_avail(info, ring)      (((ring)->head + (info)->nr - 1 - (ring)->tail) % (info)->nr)
162
163 #define AIO_RING_PAGES  8
164 struct aio_ring_info {
165         unsigned long           mmap_base;
166         unsigned long           mmap_size;
167
168         struct page             **ring_pages;
169         spinlock_t              ring_lock;
170         long                    nr_pages;
171
172         unsigned                nr, tail;
173
174         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
175 };
176
177 struct kioctx {
178         atomic_t                users;
179         int                     dead;
180         struct mm_struct        *mm;
181
182         /* This needs improving */
183         unsigned long           user_id;
184         struct kioctx           *next;
185
186         wait_queue_head_t       wait;
187
188         spinlock_t              ctx_lock;
189
190         int                     reqs_active;
191         struct list_head        active_reqs;    /* used for cancellation */
192         struct list_head        run_list;       /* used for kicked reqs */
193
194         /* sys_io_setup currently limits this to an unsigned int */
195         unsigned                max_reqs;
196
197         struct aio_ring_info    ring_info;
198
199         struct work_struct      wq;
200 };
201
202 /* prototypes */
203 extern unsigned aio_max_size;
204
205 extern ssize_t FASTCALL(wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb));
206 extern int FASTCALL(aio_put_req(struct kiocb *iocb));
207 extern void FASTCALL(kick_iocb(struct kiocb *iocb));
208 extern int FASTCALL(aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2));
209 extern void FASTCALL(__put_ioctx(struct kioctx *ctx));
210 struct mm_struct;
211 extern void FASTCALL(exit_aio(struct mm_struct *mm));
212 extern struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id);
213 extern int FASTCALL(io_submit_one(struct kioctx *ctx,
214                         struct iocb __user *user_iocb, struct iocb *iocb));
215
216 /* semi private, but used by the 32bit emulations: */
217 struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id);
218 int FASTCALL(io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
219                                   struct iocb *iocb));
220
221 #define get_ioctx(kioctx) do {                                          \
222         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
223         atomic_inc(&(kioctx)->users);                                   \
224 } while (0)
225 #define put_ioctx(kioctx) do {                                          \
226         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
227         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&(kioctx)->users)))            \
228                 __put_ioctx(kioctx);                                    \
229 } while (0)
230
231 #define in_aio() !is_sync_wait(current->io_wait)
232 /* may be used for debugging */
233 #define warn_if_async()                                                 \
234 do {                                                                    \
235         if (in_aio()) {                                                 \
236                 printk(KERN_ERR "%s(%s:%d) called in async context!\n", \
237                         __FUNCTION__, __FILE__, __LINE__);              \
238                 dump_stack();                                           \
239         }                                                               \
240 } while (0)
241
242 #define io_wait_to_kiocb(wait) container_of(wait, struct kiocb, ki_wait)
243 #define is_retried_kiocb(iocb) ((iocb)->ki_retried > 1)
244
245 #include <linux/aio_abi.h>
246
247 static inline struct kiocb *list_kiocb(struct list_head *h)
248 {
249         return list_entry(h, struct kiocb, ki_list);
250 }
251
252 /* for sysctl: */
253 extern unsigned long aio_nr;
254 extern unsigned long aio_max_nr;
255
256 #endif /* __LINUX__AIO_H */