aio: don't bother with async freeing on failure in ioctx_alloc()
[linux-3.10.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 int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
232 {
233         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
234 }
235
236 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
237 {
238         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
239         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
240                 __put_ioctx(kioctx);
241 }
242
243 /* ioctx_alloc
244  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
245  */
246 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
247 {
248         struct mm_struct *mm;
249         struct kioctx *ctx;
250         int did_sync = 0;
251         int err = -ENOMEM;
252
253         /* Prevent overflows */
254         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
255             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
256                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
257                 return ERR_PTR(-EINVAL);
258         }
259
260         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
261                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
262
263         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
264         if (!ctx)
265                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
266
267         ctx->max_reqs = nr_events;
268         mm = ctx->mm = current->mm;
269         atomic_inc(&mm->mm_count);
270
271         atomic_set(&ctx->users, 2);
272         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
273         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
274         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
275
276         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
277         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
278         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
279
280         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
281                 goto out_freectx;
282
283         /* limit the number of system wide aios */
284         do {
285                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
286                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
287                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
288                         ctx->max_reqs = 0;
289                 else
290                         aio_nr += ctx->max_reqs;
291                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
292                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
293                         break;
294
295                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
296                 synchronize_rcu();
297                 did_sync = 1;
298                 ctx->max_reqs = nr_events;
299         } while (1);
300
301         if (ctx->max_reqs == 0)
302                 goto out_cleanup;
303
304         /* now link into global list. */
305         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
306         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
307         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
308
309         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
310                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
311         return ctx;
312
313 out_cleanup:
314         err = -EAGAIN;
315         aio_free_ring(ctx);
316 out_freectx:
317         mmdrop(mm);
318         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
319         dprintk("aio: error allocating ioctx %d\n", err);
320         return ERR_PTR(err);
321 }
322
323 /* aio_cancel_all
324  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
325  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
326  *      the rapid destruction of the kioctx.
327  */
328 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
329 {
330         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
331         struct io_event res;
332         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
333         ctx->dead = 1;
334         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
335                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
336                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
337                 list_del_init(&iocb->ki_list);
338                 cancel = iocb->ki_cancel;
339                 kiocbSetCancelled(iocb);
340                 if (cancel) {
341                         iocb->ki_users++;
342                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
343                         cancel(iocb, &res);
344                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
345                 }
346         }
347         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
348 }
349
350 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
351 {
352         struct task_struct *tsk = current;
353         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
354
355         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
356         if (!ctx->reqs_active)
357                 goto out;
358
359         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
360         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
361         while (ctx->reqs_active) {
362                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
363                 io_schedule();
364                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
365                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
366         }
367         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
368         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
369
370 out:
371         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
372 }
373
374 /* wait_on_sync_kiocb:
375  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
376  */
377 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
378 {
379         while (iocb->ki_users) {
380                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
381                 if (!iocb->ki_users)
382                         break;
383                 io_schedule();
384         }
385         __set_current_state(TASK_RUNNING);
386         return iocb->ki_user_data;
387 }
388 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
389
390 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
391  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
392  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
393  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
394  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
395  * associated with the request (held via struct page * references).
396  */
397 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
398 {
399         struct kioctx *ctx;
400
401         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
402                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
403                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
404
405                 aio_cancel_all(ctx);
406
407                 wait_for_all_aios(ctx);
408                 /*
409                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
410                  */
411                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
412
413                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
414                         printk(KERN_DEBUG
415                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
416                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
417                                 ctx->reqs_active);
418                 put_ioctx(ctx);
419         }
420 }
421
422 /* aio_get_req
423  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
424  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
425  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
426  *
427  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
428  * an extra reference while submitting the i/o.
429  * This prevents races between the aio code path referencing the
430  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
431  */
432 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
433 {
434         struct kiocb *req = NULL;
435
436         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
437         if (unlikely(!req))
438                 return NULL;
439
440         req->ki_flags = 0;
441         req->ki_users = 2;
442         req->ki_key = 0;
443         req->ki_ctx = ctx;
444         req->ki_cancel = NULL;
445         req->ki_retry = NULL;
446         req->ki_dtor = NULL;
447         req->private = NULL;
448         req->ki_iovec = NULL;
449         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
450         req->ki_eventfd = NULL;
451
452         return req;
453 }
454
455 /*
456  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
457  * times the ctx lock is acquired and released.
458  */
459 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
460 struct kiocb_batch {
461         struct list_head head;
462         long count; /* number of requests left to allocate */
463 };
464
465 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
466 {
467         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
468         batch->count = total;
469 }
470
471 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
472 {
473         struct kiocb *req, *n;
474
475         if (list_empty(&batch->head))
476                 return;
477
478         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
479         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
480                 list_del(&req->ki_batch);
481                 list_del(&req->ki_list);
482                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
483                 ctx->reqs_active--;
484         }
485         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
486                 wake_up_all(&ctx->wait);
487         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
488 }
489
490 /*
491  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
492  * context lock a lot during setup.
493  */
494 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
495 {
496         unsigned short allocated, to_alloc;
497         long avail;
498         bool called_fput = false;
499         struct kiocb *req, *n;
500         struct aio_ring *ring;
501
502         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
503         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
504                 req = __aio_get_req(ctx);
505                 if (!req)
506                         /* allocation failed, go with what we've got */
507                         break;
508                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
509         }
510
511         if (allocated == 0)
512                 goto out;
513
514 retry:
515         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
516         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
517
518         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
519         BUG_ON(avail < 0);
520         if (avail == 0 && !called_fput) {
521                 /*
522                  * Handle a potential starvation case.  It is possible that
523                  * we hold the last reference on a struct file, causing us
524                  * to delay the final fput to non-irq context.  In this case,
525                  * ctx->reqs_active is artificially high.  Calling the fput
526                  * routine here may free up a slot in the event completion
527                  * ring, allowing this allocation to succeed.
528                  */
529                 kunmap_atomic(ring);
530                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
531                 aio_fput_routine(NULL);
532                 called_fput = true;
533                 goto retry;
534         }
535
536         if (avail < allocated) {
537                 /* Trim back the number of requests. */
538                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
539                         list_del(&req->ki_batch);
540                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
541                         if (--allocated <= avail)
542                                 break;
543                 }
544         }
545
546         batch->count -= allocated;
547         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
548                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
549                 ctx->reqs_active++;
550         }
551
552         kunmap_atomic(ring);
553         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
554
555 out:
556         return allocated;
557 }
558
559 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
560                                         struct kiocb_batch *batch)
561 {
562         struct kiocb *req;
563
564         if (list_empty(&batch->head))
565                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
566                         return NULL;
567         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
568         list_del(&req->ki_batch);
569         return req;
570 }
571
572 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
573 {
574         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
575
576         if (req->ki_eventfd != NULL)
577                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
578         if (req->ki_dtor)
579                 req->ki_dtor(req);
580         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
581                 kfree(req->ki_iovec);
582         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
583         ctx->reqs_active--;
584
585         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
586                 wake_up_all(&ctx->wait);
587 }
588
589 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
590 {
591         spin_lock_irq(&fput_lock);
592         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
593                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
594                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
595
596                 list_del(&req->ki_list);
597                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
598
599                 /* Complete the fput(s) */
600                 if (req->ki_filp != NULL)
601                         fput(req->ki_filp);
602
603                 /* Link the iocb into the context's free list */
604                 rcu_read_lock();
605                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
606                 really_put_req(ctx, req);
607                 /*
608                  * at that point ctx might've been killed, but actual
609                  * freeing is RCU'd
610                  */
611                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
612                 rcu_read_unlock();
613
614                 spin_lock_irq(&fput_lock);
615         }
616         spin_unlock_irq(&fput_lock);
617 }
618
619 /* __aio_put_req
620  *      Returns true if this put was the last user of the request.
621  */
622 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
623 {
624         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
625                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
626
627         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
628
629         req->ki_users--;
630         BUG_ON(req->ki_users < 0);
631         if (likely(req->ki_users))
632                 return 0;
633         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
634         req->ki_cancel = NULL;
635         req->ki_retry = NULL;
636
637         /*
638          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
639          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
640          * we would not be holding the last reference to the file*, so
641          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
642          */
643         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
644                 spin_lock(&fput_lock);
645                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
646                 spin_unlock(&fput_lock);
647                 schedule_work(&fput_work);
648         } else {
649                 req->ki_filp = NULL;
650                 really_put_req(ctx, req);
651         }
652         return 1;
653 }
654
655 /* aio_put_req
656  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
657  *      false if the request is still in use.
658  */
659 int aio_put_req(struct kiocb *req)
660 {
661         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
662         int ret;
663         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
664         ret = __aio_put_req(ctx, req);
665         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
666         return ret;
667 }
668 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
669
670 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
671 {
672         struct mm_struct *mm = current->mm;
673         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
674         struct hlist_node *n;
675
676         rcu_read_lock();
677
678         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
679                 /*
680                  * RCU protects us against accessing freed memory but
681                  * we have to be careful not to get a reference when the
682                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
683                  * is unreliable because of races).
684                  */
685                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
686                         ret = ctx;
687                         break;
688                 }
689         }
690
691         rcu_read_unlock();
692         return ret;
693 }
694
695 /*
696  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
697  * has already been marked as kicked, and places it on
698  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
699  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
700  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
701  * queue to process it), or 0, if it found that it was
702  * already queued.
703  */
704 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
705 {
706         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
707
708         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
709
710         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
711                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
712                         &ctx->run_list);
713                 return 1;
714         }
715         return 0;
716 }
717
718 /* aio_run_iocb
719  *      This is the core aio execution routine. It is
720  *      invoked both for initial i/o submission and
721  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
722  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
723  *      already held. The lock is released and reacquired
724  *      as needed during processing.
725  *
726  * Calls the iocb retry method (already setup for the
727  * iocb on initial submission) for operation specific
728  * handling, but takes care of most of common retry
729  * execution details for a given iocb. The retry method
730  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
731  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
732  * retry kernel thread.
733  *
734  * The trickier parts in this code have to do with
735  * ensuring that only one retry instance is in progress
736  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
737  * simplifies the coding of individual aio operations as
738  * it avoids various potential races.
739  */
740 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
741 {
742         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
743         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
744         ssize_t ret;
745
746         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
747                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
748                 return 0;
749         }
750
751         /*
752          * We don't want the next retry iteration for this
753          * operation to start until this one has returned and
754          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
755          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
756          * meantime, indicating that data is available for the next
757          * iteration. We want to remember that and enable the
758          * next retry iteration _after_ we are through with
759          * this one.
760          *
761          * So, in order to be able to register a "kick", but
762          * prevent it from being queued now, we clear the kick
763          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
764          * still on the run list until we are actually done.
765          * When we are done with this iteration, we check if
766          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
767          * it up afresh.
768          */
769
770         kiocbClearKicked(iocb);
771
772         /*
773          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
774          * pull the iocb off the run list (We can't just call
775          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
776          * queue this on the run list yet)
777          */
778         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
779         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
780
781         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
782         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
783                 ret = -EINTR;
784                 aio_complete(iocb, ret, 0);
785                 /* must not access the iocb after this */
786                 goto out;
787         }
788
789         /*
790          * Now we are all set to call the retry method in async
791          * context.
792          */
793         ret = retry(iocb);
794
795         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
796                 /*
797                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
798                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
799                  */
800                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
801                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
802                         ret = -EINTR;
803                 aio_complete(iocb, ret, 0);
804         }
805 out:
806         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
807
808         if (-EIOCBRETRY == ret) {
809                 /*
810                  * OK, now that we are done with this iteration
811                  * and know that there is more left to go,
812                  * this is where we let go so that a subsequent
813                  * "kick" can start the next iteration
814                  */
815
816                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
817                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
818                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
819                  * has already been kicked */
820                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
821                         __queue_kicked_iocb(iocb);
822
823                         /*
824                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
825                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
826                          * be safe to unconditionally queue the context into the
827                          * work queue.
828                          */
829                         aio_queue_work(ctx);
830                 }
831         }
832         return ret;
833 }
834
835 /*
836  * __aio_run_iocbs:
837  *      Process all pending retries queued on the ioctx
838  *      run list.
839  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
840  * context.
841  */
842 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
843 {
844         struct kiocb *iocb;
845         struct list_head run_list;
846
847         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
848
849         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
850         while (!list_empty(&run_list)) {
851                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
852                         ki_run_list);
853                 list_del(&iocb->ki_run_list);
854                 /*
855                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
856                  */
857                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
858                 aio_run_iocb(iocb);
859                 __aio_put_req(ctx, iocb);
860         }
861         if (!list_empty(&ctx->run_list))
862                 return 1;
863         return 0;
864 }
865
866 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
867 {
868         unsigned long timeout;
869         /*
870          * if someone is waiting, get the work started right
871          * away, otherwise, use a longer delay
872          */
873         smp_mb();
874         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
875                 timeout = 1;
876         else
877                 timeout = HZ/10;
878         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
879 }
880
881 /*
882  * aio_run_all_iocbs:
883  *      Process all pending retries queued on the ioctx
884  *      run list, and keep running them until the list
885  *      stays empty.
886  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
887  */
888 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
889 {
890         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
891         while (__aio_run_iocbs(ctx))
892                 ;
893         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
894 }
895
896 /*
897  * aio_kick_handler:
898  *      Work queue handler triggered to process pending
899  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
900  *      mm context before running the iocbs, so that
901  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
902  *      space.
903  * Run on aiod's context.
904  */
905 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
906 {
907         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
908         mm_segment_t oldfs = get_fs();
909         struct mm_struct *mm;
910         int requeue;
911
912         set_fs(USER_DS);
913         use_mm(ctx->mm);
914         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
915         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
916         mm = ctx->mm;
917         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
918         unuse_mm(mm);
919         set_fs(oldfs);
920         /*
921          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
922          */
923         if (requeue)
924                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
925 }
926
927
928 /*
929  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
930  * and if required activate the aio work queue to process
931  * it
932  */
933 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
934 {
935         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
936         unsigned long flags;
937         int run = 0;
938
939         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
940         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
941          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
942         if (!kiocbTryKick(iocb))
943                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
944         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
945         if (run)
946                 aio_queue_work(ctx);
947 }
948
949 /*
950  * kick_iocb:
951  *      Called typically from a wait queue callback context
952  *      to trigger a retry of the iocb.
953  *      The retry is usually executed by aio workqueue
954  *      threads (See aio_kick_handler).
955  */
956 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
957 {
958         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
959          * single context. */
960         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
961                 kiocbSetKicked(iocb);
962                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
963                 return;
964         }
965
966         try_queue_kicked_iocb(iocb);
967 }
968 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
969
970 /* aio_complete
971  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
972  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
973  *      only other user of the request can be the cancellation code.
974  */
975 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
976 {
977         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
978         struct aio_ring_info    *info;
979         struct aio_ring *ring;
980         struct io_event *event;
981         unsigned long   flags;
982         unsigned long   tail;
983         int             ret;
984
985         /*
986          * Special case handling for sync iocbs:
987          *  - events go directly into the iocb for fast handling
988          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
989          *    ref, no other paths have a way to get another ref
990          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
991          */
992         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
993                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
994                 iocb->ki_user_data = res;
995                 iocb->ki_users = 0;
996                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
997                 return 1;
998         }
999
1000         info = &ctx->ring_info;
1001
1002         /* add a completion event to the ring buffer.
1003          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
1004          * other code from messing with the tail
1005          * pointer since we might be called from irq
1006          * context.
1007          */
1008         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1009
1010         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
1011                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
1012
1013         /*
1014          * cancelled requests don't get events, userland was given one
1015          * when the event got cancelled.
1016          */
1017         if (kiocbIsCancelled(iocb))
1018                 goto put_rq;
1019
1020         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
1021
1022         tail = info->tail;
1023         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
1024         if (++tail >= info->nr)
1025                 tail = 0;
1026
1027         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
1028         event->data = iocb->ki_user_data;
1029         event->res = res;
1030         event->res2 = res2;
1031
1032         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1033                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1034                 res, res2);
1035
1036         /* after flagging the request as done, we
1037          * must never even look at it again
1038          */
1039         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1040
1041         info->tail = tail;
1042         ring->tail = tail;
1043
1044         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
1045         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
1046
1047         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1048
1049         /*
1050          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1051          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1052          * from IRQ context.
1053          */
1054         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1055                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1056
1057 put_rq:
1058         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1059         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1060
1061         /*
1062          * We have to order our ring_info tail store above and test
1063          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1064          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1065          * ordered with the unlocked test.
1066          */
1067         smp_mb();
1068
1069         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1070                 wake_up(&ctx->wait);
1071
1072         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1073         return ret;
1074 }
1075 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1076
1077 /* aio_read_evt
1078  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1079  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1080  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1081  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1082  */
1083 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1084 {
1085         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1086         struct aio_ring *ring;
1087         unsigned long head;
1088         int ret = 0;
1089
1090         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1091         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1092                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1093                  (unsigned long)ring->nr);
1094
1095         if (ring->head == ring->tail)
1096                 goto out;
1097
1098         spin_lock(&info->ring_lock);
1099
1100         head = ring->head % info->nr;
1101         if (head != ring->tail) {
1102                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1103                 *ent = *evp;
1104                 head = (head + 1) % info->nr;
1105                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1106                 ring->head = head;
1107                 ret = 1;
1108                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1109         }
1110         spin_unlock(&info->ring_lock);
1111
1112 out:
1113         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1114         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1115                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1116         return ret;
1117 }
1118
1119 struct aio_timeout {
1120         struct timer_list       timer;
1121         int                     timed_out;
1122         struct task_struct      *p;
1123 };
1124
1125 static void timeout_func(unsigned long data)
1126 {
1127         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1128
1129         to->timed_out = 1;
1130         wake_up_process(to->p);
1131 }
1132
1133 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1134 {
1135         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1136         to->timed_out = 0;
1137         to->p = current;
1138 }
1139
1140 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1141                                const struct timespec *ts)
1142 {
1143         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1144         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1145                 add_timer(&to->timer);
1146         else
1147                 to->timed_out = 1;
1148 }
1149
1150 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1151 {
1152         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1153 }
1154
1155 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1156                         long min_nr, long nr,
1157                         struct io_event __user *event,
1158                         struct timespec __user *timeout)
1159 {
1160         long                    start_jiffies = jiffies;
1161         struct task_struct      *tsk = current;
1162         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1163         int                     ret;
1164         int                     i = 0;
1165         struct io_event         ent;
1166         struct aio_timeout      to;
1167         int                     retry = 0;
1168
1169         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1170          * any, but C is fun!
1171          */
1172         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1173 retry:
1174         ret = 0;
1175         while (likely(i < nr)) {
1176                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1177                 if (unlikely(ret <= 0))
1178                         break;
1179
1180                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1181                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1182
1183                 /* Could we split the check in two? */
1184                 ret = -EFAULT;
1185                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1186                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1187                         break;
1188                 }
1189                 ret = 0;
1190
1191                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1192                 event ++;
1193                 i ++;
1194         }
1195
1196         if (min_nr <= i)
1197                 return i;
1198         if (ret)
1199                 return ret;
1200
1201         /* End fast path */
1202
1203         /* racey check, but it gets redone */
1204         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1205                 retry = 1;
1206                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1207                 goto retry;
1208         }
1209
1210         init_timeout(&to);
1211         if (timeout) {
1212                 struct timespec ts;
1213                 ret = -EFAULT;
1214                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1215                         goto out;
1216
1217                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1218         }
1219
1220         while (likely(i < nr)) {
1221                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1222                 do {
1223                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1224                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1225                         if (ret)
1226                                 break;
1227                         if (min_nr <= i)
1228                                 break;
1229                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1230                                 ret = -EINVAL;
1231                                 break;
1232                         }
1233                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1234                                 break;
1235                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1236                          *  in flight */
1237                         if (ctx->reqs_active)
1238                                 io_schedule();
1239                         else
1240                                 schedule();
1241                         if (signal_pending(tsk)) {
1242                                 ret = -EINTR;
1243                                 break;
1244                         }
1245                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1246                 } while (1) ;
1247
1248                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1249                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1250
1251                 if (unlikely(ret <= 0))
1252                         break;
1253
1254                 ret = -EFAULT;
1255                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1256                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1257                         break;
1258                 }
1259
1260                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1261                 event ++;
1262                 i ++;
1263         }
1264
1265         if (timeout)
1266                 clear_timeout(&to);
1267 out:
1268         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1269         return i ? i : ret;
1270 }
1271
1272 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1273  * against races with itself via ->dead.
1274  */
1275 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1276 {
1277         struct mm_struct *mm = current->mm;
1278         int was_dead;
1279
1280         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1281         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1282         was_dead = ioctx->dead;
1283         ioctx->dead = 1;
1284         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1285         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1286
1287         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1288         if (likely(!was_dead))
1289                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1290
1291         aio_cancel_all(ioctx);
1292         wait_for_all_aios(ioctx);
1293
1294         /*
1295          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1296          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1297          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1298          */
1299         wake_up_all(&ioctx->wait);
1300         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1301 }
1302
1303 /* sys_io_setup:
1304  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1305  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1306  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1307  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1308  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1309  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1310  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1311  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1312  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1313  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1314  *      implemented.
1315  */
1316 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1317 {
1318         struct kioctx *ioctx = NULL;
1319         unsigned long ctx;
1320         long ret;
1321
1322         ret = get_user(ctx, ctxp);
1323         if (unlikely(ret))
1324                 goto out;
1325
1326         ret = -EINVAL;
1327         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1328                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1329                          ctx, nr_events);
1330                 goto out;
1331         }
1332
1333         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1334         ret = PTR_ERR(ioctx);
1335         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1336                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1337                 if (!ret) {
1338                         put_ioctx(ioctx);
1339                         return 0;
1340                 }
1341                 io_destroy(ioctx);
1342         }
1343
1344 out:
1345         return ret;
1346 }
1347
1348 /* sys_io_destroy:
1349  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1350  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1351  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1352  *      is invalid.
1353  */
1354 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1355 {
1356         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1357         if (likely(NULL != ioctx)) {
1358                 io_destroy(ioctx);
1359                 return 0;
1360         }
1361         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1362         return -EINVAL;
1363 }
1364
1365 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1366 {
1367         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1368
1369         BUG_ON(ret <= 0);
1370
1371         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1372                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1373                 iov->iov_base += this;
1374                 iov->iov_len -= this;
1375                 iocb->ki_left -= this;
1376                 ret -= this;
1377                 if (iov->iov_len == 0) {
1378                         iocb->ki_cur_seg++;
1379                         iov++;
1380                 }
1381         }
1382
1383         /* the caller should not have done more io than what fit in
1384          * the remaining iovecs */
1385         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1386 }
1387
1388 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1389 {
1390         struct file *file = iocb->ki_filp;
1391         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1392         struct inode *inode = mapping->host;
1393         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1394                          unsigned long, loff_t);
1395         ssize_t ret = 0;
1396         unsigned short opcode;
1397
1398         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1399                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1400                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1401                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1402         } else {
1403                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1404                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1405         }
1406
1407         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1408         if (iocb->ki_pos < 0)
1409                 return -EINVAL;
1410
1411         do {
1412                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1413                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1414                             iocb->ki_pos);
1415                 if (ret > 0)
1416                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1417
1418         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1419          * regular file. */
1420         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1421                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1422                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1423
1424         /* This means we must have transferred all that we could */
1425         /* No need to retry anymore */
1426         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1427                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1428
1429         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1430          * the eventual error. */
1431         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1432             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1433             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1434                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1435
1436         return ret;
1437 }
1438
1439 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1440 {
1441         struct file *file = iocb->ki_filp;
1442         ssize_t ret = -EINVAL;
1443
1444         if (file->f_op->aio_fsync)
1445                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1446         return ret;
1447 }
1448
1449 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1450 {
1451         struct file *file = iocb->ki_filp;
1452         ssize_t ret = -EINVAL;
1453
1454         if (file->f_op->aio_fsync)
1455                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1456         return ret;
1457 }
1458
1459 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1460 {
1461         ssize_t ret;
1462
1463 #ifdef CONFIG_COMPAT
1464         if (compat)
1465                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1466                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1467                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1468                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1469         else
1470 #endif
1471                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1472                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1473                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1474                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1475         if (ret < 0)
1476                 goto out;
1477
1478         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1479         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1480         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1481         kiocb->ki_nbytes = ret;
1482         kiocb->ki_left = ret;
1483
1484         ret = 0;
1485 out:
1486         return ret;
1487 }
1488
1489 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1490 {
1491         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1492         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1493         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1494         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1495         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1496         return 0;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * aio_setup_iocb:
1501  *      Performs the initial checks and aio retry method
1502  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1503  */
1504 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1505 {
1506         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1507         ssize_t ret = 0;
1508
1509         switch (kiocb->ki_opcode) {
1510         case IOCB_CMD_PREAD:
1511                 ret = -EBADF;
1512                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1513                         break;
1514                 ret = -EFAULT;
1515                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1516                         kiocb->ki_left)))
1517                         break;
1518                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1519                 if (unlikely(ret))
1520                         break;
1521                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1522                 if (ret)
1523                         break;
1524                 ret = -EINVAL;
1525                 if (file->f_op->aio_read)
1526                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1527                 break;
1528         case IOCB_CMD_PWRITE:
1529                 ret = -EBADF;
1530                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1531                         break;
1532                 ret = -EFAULT;
1533                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1534                         kiocb->ki_left)))
1535                         break;
1536                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1537                 if (unlikely(ret))
1538                         break;
1539                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1540                 if (ret)
1541                         break;
1542                 ret = -EINVAL;
1543                 if (file->f_op->aio_write)
1544                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1545                 break;
1546         case IOCB_CMD_PREADV:
1547                 ret = -EBADF;
1548                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1549                         break;
1550                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1551                 if (unlikely(ret))
1552                         break;
1553                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1554                 if (ret)
1555                         break;
1556                 ret = -EINVAL;
1557                 if (file->f_op->aio_read)
1558                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1559                 break;
1560         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1561                 ret = -EBADF;
1562                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1563                         break;
1564                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1565                 if (unlikely(ret))
1566                         break;
1567                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1568                 if (ret)
1569                         break;
1570                 ret = -EINVAL;
1571                 if (file->f_op->aio_write)
1572                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1573                 break;
1574         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1575                 ret = -EINVAL;
1576                 if (file->f_op->aio_fsync)
1577                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1578                 break;
1579         case IOCB_CMD_FSYNC:
1580                 ret = -EINVAL;
1581                 if (file->f_op->aio_fsync)
1582                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1583                 break;
1584         default:
1585                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1586                 ret = -EINVAL;
1587         }
1588
1589         if (!kiocb->ki_retry)
1590                 return ret;
1591
1592         return 0;
1593 }
1594
1595 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1596                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1597                          bool compat)
1598 {
1599         struct kiocb *req;
1600         struct file *file;
1601         ssize_t ret;
1602
1603         /* enforce forwards compatibility on users */
1604         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1605                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1606                 return -EINVAL;
1607         }
1608
1609         /* prevent overflows */
1610         if (unlikely(
1611             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1612             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1613             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1614            )) {
1615                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1616                 return -EINVAL;
1617         }
1618
1619         file = fget(iocb->aio_fildes);
1620         if (unlikely(!file))
1621                 return -EBADF;
1622
1623         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1624         if (unlikely(!req)) {
1625                 fput(file);
1626                 return -EAGAIN;
1627         }
1628         req->ki_filp = file;
1629         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1630                 /*
1631                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1632                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1633                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1634                  * event using the eventfd_signal() function.
1635                  */
1636                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1637                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1638                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1639                         req->ki_eventfd = NULL;
1640                         goto out_put_req;
1641                 }
1642         }
1643
1644         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1645         if (unlikely(ret)) {
1646                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1647                 goto out_put_req;
1648         }
1649
1650         req->ki_obj.user = user_iocb;
1651         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1652         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1653
1654         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1655         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1656         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1657
1658         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1659
1660         if (ret)
1661                 goto out_put_req;
1662
1663         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1664         /*
1665          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1666          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1667          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1668          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1669          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1670          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1671          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1672          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1673          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1674          * finish.
1675          */
1676         if (ctx->dead) {
1677                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1678                 ret = -EINVAL;
1679                 goto out_put_req;
1680         }
1681         aio_run_iocb(req);
1682         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1683                 /* drain the run list */
1684                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1685                         ;
1686         }
1687         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1688
1689         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1690         return 0;
1691
1692 out_put_req:
1693         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1694         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1695         return ret;
1696 }
1697
1698 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1699                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1700 {
1701         struct kioctx *ctx;
1702         long ret = 0;
1703         int i = 0;
1704         struct blk_plug plug;
1705         struct kiocb_batch batch;
1706
1707         if (unlikely(nr < 0))
1708                 return -EINVAL;
1709
1710         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1711                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1712
1713         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1714                 return -EFAULT;
1715
1716         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1717         if (unlikely(!ctx)) {
1718                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1719                 return -EINVAL;
1720         }
1721
1722         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1723
1724         blk_start_plug(&plug);
1725
1726         /*
1727          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1728          * successfully submitted?
1729          */
1730         for (i=0; i<nr; i++) {
1731                 struct iocb __user *user_iocb;
1732                 struct iocb tmp;
1733
1734                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1735                         ret = -EFAULT;
1736                         break;
1737                 }
1738
1739                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1740                         ret = -EFAULT;
1741                         break;
1742                 }
1743
1744                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1745                 if (ret)
1746                         break;
1747         }
1748         blk_finish_plug(&plug);
1749
1750         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1751         put_ioctx(ctx);
1752         return i ? i : ret;
1753 }
1754
1755 /* sys_io_submit:
1756  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1757  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1758  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1759  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1760  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1761  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1762  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1763  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1764  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1765  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1766  */
1767 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1768                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1769 {
1770         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1771 }
1772
1773 /* lookup_kiocb
1774  *      Finds a given iocb for cancellation.
1775  */
1776 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1777                                   u32 key)
1778 {
1779         struct list_head *pos;
1780
1781         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1782
1783         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1784         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1785                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1786                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1787                         return kiocb;
1788         }
1789         return NULL;
1790 }
1791
1792 /* sys_io_cancel:
1793  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1794  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1795  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1796  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1797  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1798  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1799  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1800  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1801  */
1802 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1803                 struct io_event __user *, result)
1804 {
1805         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1806         struct kioctx *ctx;
1807         struct kiocb *kiocb;
1808         u32 key;
1809         int ret;
1810
1811         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1812         if (unlikely(ret))
1813                 return -EFAULT;
1814
1815         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1816         if (unlikely(!ctx))
1817                 return -EINVAL;
1818
1819         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1820         ret = -EAGAIN;
1821         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1822         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1823                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1824                 kiocb->ki_users ++;
1825                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1826         } else
1827                 cancel = NULL;
1828         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1829
1830         if (NULL != cancel) {
1831                 struct io_event tmp;
1832                 pr_debug("calling cancel\n");
1833                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1834                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1835                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1836                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1837                 if (!ret) {
1838                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1839                          * into the user's buffer.
1840                          */
1841                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1842                                 ret = -EFAULT;
1843                 }
1844         } else
1845                 ret = -EINVAL;
1846
1847         put_ioctx(ctx);
1848
1849         return ret;
1850 }
1851
1852 /* io_getevents:
1853  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1854  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1855  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1856  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1857  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1858  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1859  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1860  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1861  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1862  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1863  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1864  */
1865 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1866                 long, min_nr,
1867                 long, nr,
1868                 struct io_event __user *, events,
1869                 struct timespec __user *, timeout)
1870 {
1871         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1872         long ret = -EINVAL;
1873
1874         if (likely(ioctx)) {
1875                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1876                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1877                 put_ioctx(ioctx);
1878         }
1879
1880         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1881         return ret;
1882 }