VM: add "vm_munmap()" helper function
[linux-2.6-block.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/export.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                 vm_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
97
98         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
99                 kfree(info->ring_pages);
100         info->ring_pages = NULL;
101         info->nr = 0;
102 }
103
104 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
105 {
106         struct aio_ring *ring;
107         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
108         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
109         unsigned long size;
110         int nr_pages;
111
112         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
113         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
114
115         size = sizeof(struct aio_ring);
116         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
117         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
118
119         if (nr_pages < 0)
120                 return -EINVAL;
121
122         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
123
124         info->nr = 0;
125         info->ring_pages = info->internal_pages;
126         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
127                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
128                 if (!info->ring_pages)
129                         return -ENOMEM;
130         }
131
132         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
133         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
134         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
135         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
136                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
137                                   0);
138         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
139                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
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]);
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);
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().  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) ({                                     \
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]); \
186         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
187         __event;                                                        \
188 })
189
190 #define put_aio_ring_event(event) do {          \
191         struct io_event *__event = (event);     \
192         (void)__event;                          \
193         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK)); \
194 } while(0)
195
196 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
197 {
198         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
199         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
200 }
201
202 /* __put_ioctx
203  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
204  *      and the struct needs to be freed.
205  */
206 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
207 {
208         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
209         BUG_ON(ctx->reqs_active);
210
211         cancel_delayed_work_sync(&ctx->wq);
212         aio_free_ring(ctx);
213         mmdrop(ctx->mm);
214         ctx->mm = NULL;
215         if (nr_events) {
216                 spin_lock(&aio_nr_lock);
217                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
218                 aio_nr -= nr_events;
219                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
220         }
221         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
222         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
223 }
224
225 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
226 {
227         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
228 }
229
230 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
231 {
232         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
233         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
234                 __put_ioctx(kioctx);
235 }
236
237 /* ioctx_alloc
238  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
239  */
240 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
241 {
242         struct mm_struct *mm;
243         struct kioctx *ctx;
244         int err = -ENOMEM;
245
246         /* Prevent overflows */
247         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
248             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
249                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
250                 return ERR_PTR(-EINVAL);
251         }
252
253         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
254                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
255
256         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
257         if (!ctx)
258                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
259
260         ctx->max_reqs = nr_events;
261         mm = ctx->mm = current->mm;
262         atomic_inc(&mm->mm_count);
263
264         atomic_set(&ctx->users, 2);
265         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
266         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
267         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
268
269         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
270         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
271         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
272
273         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
274                 goto out_freectx;
275
276         /* limit the number of system wide aios */
277         spin_lock(&aio_nr_lock);
278         if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
279             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
280                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
281                 goto out_cleanup;
282         }
283         aio_nr += ctx->max_reqs;
284         spin_unlock(&aio_nr_lock);
285
286         /* now link into global list. */
287         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
288         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
289         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
290
291         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
292                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
293         return ctx;
294
295 out_cleanup:
296         err = -EAGAIN;
297         aio_free_ring(ctx);
298 out_freectx:
299         mmdrop(mm);
300         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
301         dprintk("aio: error allocating ioctx %d\n", err);
302         return ERR_PTR(err);
303 }
304
305 /* kill_ctx
306  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
307  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
308  *      the rapid destruction of the kioctx.
309  */
310 static void kill_ctx(struct kioctx *ctx)
311 {
312         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
313         struct task_struct *tsk = current;
314         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
315         struct io_event res;
316
317         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
318         ctx->dead = 1;
319         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
320                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
321                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
322                 list_del_init(&iocb->ki_list);
323                 cancel = iocb->ki_cancel;
324                 kiocbSetCancelled(iocb);
325                 if (cancel) {
326                         iocb->ki_users++;
327                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
328                         cancel(iocb, &res);
329                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
330                 }
331         }
332
333         if (!ctx->reqs_active)
334                 goto out;
335
336         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
337         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
338         while (ctx->reqs_active) {
339                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
340                 io_schedule();
341                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
342                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
343         }
344         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
345         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
346
347 out:
348         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
349 }
350
351 /* wait_on_sync_kiocb:
352  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
353  */
354 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
355 {
356         while (iocb->ki_users) {
357                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
358                 if (!iocb->ki_users)
359                         break;
360                 io_schedule();
361         }
362         __set_current_state(TASK_RUNNING);
363         return iocb->ki_user_data;
364 }
365 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
366
367 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
368  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
369  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
370  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
371  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
372  * associated with the request (held via struct page * references).
373  */
374 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
375 {
376         struct kioctx *ctx;
377
378         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
379                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
380                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
381
382                 kill_ctx(ctx);
383
384                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
385                         printk(KERN_DEBUG
386                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
387                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
388                                 ctx->reqs_active);
389                 put_ioctx(ctx);
390         }
391 }
392
393 /* aio_get_req
394  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
395  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
396  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
397  *
398  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
399  * an extra reference while submitting the i/o.
400  * This prevents races between the aio code path referencing the
401  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
402  */
403 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
404 {
405         struct kiocb *req = NULL;
406
407         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
408         if (unlikely(!req))
409                 return NULL;
410
411         req->ki_flags = 0;
412         req->ki_users = 2;
413         req->ki_key = 0;
414         req->ki_ctx = ctx;
415         req->ki_cancel = NULL;
416         req->ki_retry = NULL;
417         req->ki_dtor = NULL;
418         req->private = NULL;
419         req->ki_iovec = NULL;
420         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
421         req->ki_eventfd = NULL;
422
423         return req;
424 }
425
426 /*
427  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
428  * times the ctx lock is acquired and released.
429  */
430 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
431 struct kiocb_batch {
432         struct list_head head;
433         long count; /* number of requests left to allocate */
434 };
435
436 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
437 {
438         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
439         batch->count = total;
440 }
441
442 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
443 {
444         struct kiocb *req, *n;
445
446         if (list_empty(&batch->head))
447                 return;
448
449         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
450         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
451                 list_del(&req->ki_batch);
452                 list_del(&req->ki_list);
453                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
454                 ctx->reqs_active--;
455         }
456         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
457                 wake_up_all(&ctx->wait);
458         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
459 }
460
461 /*
462  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
463  * context lock a lot during setup.
464  */
465 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
466 {
467         unsigned short allocated, to_alloc;
468         long avail;
469         bool called_fput = false;
470         struct kiocb *req, *n;
471         struct aio_ring *ring;
472
473         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
474         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
475                 req = __aio_get_req(ctx);
476                 if (!req)
477                         /* allocation failed, go with what we've got */
478                         break;
479                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
480         }
481
482         if (allocated == 0)
483                 goto out;
484
485 retry:
486         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
487         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
488
489         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
490         BUG_ON(avail < 0);
491         if (avail == 0 && !called_fput) {
492                 /*
493                  * Handle a potential starvation case.  It is possible that
494                  * we hold the last reference on a struct file, causing us
495                  * to delay the final fput to non-irq context.  In this case,
496                  * ctx->reqs_active is artificially high.  Calling the fput
497                  * routine here may free up a slot in the event completion
498                  * ring, allowing this allocation to succeed.
499                  */
500                 kunmap_atomic(ring);
501                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
502                 aio_fput_routine(NULL);
503                 called_fput = true;
504                 goto retry;
505         }
506
507         if (avail < allocated) {
508                 /* Trim back the number of requests. */
509                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
510                         list_del(&req->ki_batch);
511                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
512                         if (--allocated <= avail)
513                                 break;
514                 }
515         }
516
517         batch->count -= allocated;
518         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
519                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
520                 ctx->reqs_active++;
521         }
522
523         kunmap_atomic(ring);
524         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
525
526 out:
527         return allocated;
528 }
529
530 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
531                                         struct kiocb_batch *batch)
532 {
533         struct kiocb *req;
534
535         if (list_empty(&batch->head))
536                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
537                         return NULL;
538         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
539         list_del(&req->ki_batch);
540         return req;
541 }
542
543 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
544 {
545         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
546
547         if (req->ki_eventfd != NULL)
548                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
549         if (req->ki_dtor)
550                 req->ki_dtor(req);
551         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
552                 kfree(req->ki_iovec);
553         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
554         ctx->reqs_active--;
555
556         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
557                 wake_up_all(&ctx->wait);
558 }
559
560 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
561 {
562         spin_lock_irq(&fput_lock);
563         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
564                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
565                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
566
567                 list_del(&req->ki_list);
568                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
569
570                 /* Complete the fput(s) */
571                 if (req->ki_filp != NULL)
572                         fput(req->ki_filp);
573
574                 /* Link the iocb into the context's free list */
575                 rcu_read_lock();
576                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
577                 really_put_req(ctx, req);
578                 /*
579                  * at that point ctx might've been killed, but actual
580                  * freeing is RCU'd
581                  */
582                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
583                 rcu_read_unlock();
584
585                 spin_lock_irq(&fput_lock);
586         }
587         spin_unlock_irq(&fput_lock);
588 }
589
590 /* __aio_put_req
591  *      Returns true if this put was the last user of the request.
592  */
593 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
594 {
595         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
596                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
597
598         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
599
600         req->ki_users--;
601         BUG_ON(req->ki_users < 0);
602         if (likely(req->ki_users))
603                 return 0;
604         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
605         req->ki_cancel = NULL;
606         req->ki_retry = NULL;
607
608         /*
609          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
610          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
611          * we would not be holding the last reference to the file*, so
612          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
613          */
614         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
615                 spin_lock(&fput_lock);
616                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
617                 spin_unlock(&fput_lock);
618                 schedule_work(&fput_work);
619         } else {
620                 req->ki_filp = NULL;
621                 really_put_req(ctx, req);
622         }
623         return 1;
624 }
625
626 /* aio_put_req
627  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
628  *      false if the request is still in use.
629  */
630 int aio_put_req(struct kiocb *req)
631 {
632         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
633         int ret;
634         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
635         ret = __aio_put_req(ctx, req);
636         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
637         return ret;
638 }
639 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
640
641 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
642 {
643         struct mm_struct *mm = current->mm;
644         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
645         struct hlist_node *n;
646
647         rcu_read_lock();
648
649         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
650                 /*
651                  * RCU protects us against accessing freed memory but
652                  * we have to be careful not to get a reference when the
653                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
654                  * is unreliable because of races).
655                  */
656                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
657                         ret = ctx;
658                         break;
659                 }
660         }
661
662         rcu_read_unlock();
663         return ret;
664 }
665
666 /*
667  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
668  * has already been marked as kicked, and places it on
669  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
670  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
671  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
672  * queue to process it), or 0, if it found that it was
673  * already queued.
674  */
675 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
676 {
677         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
678
679         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
680
681         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
682                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
683                         &ctx->run_list);
684                 return 1;
685         }
686         return 0;
687 }
688
689 /* aio_run_iocb
690  *      This is the core aio execution routine. It is
691  *      invoked both for initial i/o submission and
692  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
693  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
694  *      already held. The lock is released and reacquired
695  *      as needed during processing.
696  *
697  * Calls the iocb retry method (already setup for the
698  * iocb on initial submission) for operation specific
699  * handling, but takes care of most of common retry
700  * execution details for a given iocb. The retry method
701  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
702  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
703  * retry kernel thread.
704  *
705  * The trickier parts in this code have to do with
706  * ensuring that only one retry instance is in progress
707  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
708  * simplifies the coding of individual aio operations as
709  * it avoids various potential races.
710  */
711 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
712 {
713         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
714         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
715         ssize_t ret;
716
717         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
718                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
719                 return 0;
720         }
721
722         /*
723          * We don't want the next retry iteration for this
724          * operation to start until this one has returned and
725          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
726          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
727          * meantime, indicating that data is available for the next
728          * iteration. We want to remember that and enable the
729          * next retry iteration _after_ we are through with
730          * this one.
731          *
732          * So, in order to be able to register a "kick", but
733          * prevent it from being queued now, we clear the kick
734          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
735          * still on the run list until we are actually done.
736          * When we are done with this iteration, we check if
737          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
738          * it up afresh.
739          */
740
741         kiocbClearKicked(iocb);
742
743         /*
744          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
745          * pull the iocb off the run list (We can't just call
746          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
747          * queue this on the run list yet)
748          */
749         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
750         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
751
752         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
753         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
754                 ret = -EINTR;
755                 aio_complete(iocb, ret, 0);
756                 /* must not access the iocb after this */
757                 goto out;
758         }
759
760         /*
761          * Now we are all set to call the retry method in async
762          * context.
763          */
764         ret = retry(iocb);
765
766         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
767                 /*
768                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
769                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
770                  */
771                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
772                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
773                         ret = -EINTR;
774                 aio_complete(iocb, ret, 0);
775         }
776 out:
777         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
778
779         if (-EIOCBRETRY == ret) {
780                 /*
781                  * OK, now that we are done with this iteration
782                  * and know that there is more left to go,
783                  * this is where we let go so that a subsequent
784                  * "kick" can start the next iteration
785                  */
786
787                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
788                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
789                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
790                  * has already been kicked */
791                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
792                         __queue_kicked_iocb(iocb);
793
794                         /*
795                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
796                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
797                          * be safe to unconditionally queue the context into the
798                          * work queue.
799                          */
800                         aio_queue_work(ctx);
801                 }
802         }
803         return ret;
804 }
805
806 /*
807  * __aio_run_iocbs:
808  *      Process all pending retries queued on the ioctx
809  *      run list.
810  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
811  * context.
812  */
813 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
814 {
815         struct kiocb *iocb;
816         struct list_head run_list;
817
818         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
819
820         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
821         while (!list_empty(&run_list)) {
822                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
823                         ki_run_list);
824                 list_del(&iocb->ki_run_list);
825                 /*
826                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
827                  */
828                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
829                 aio_run_iocb(iocb);
830                 __aio_put_req(ctx, iocb);
831         }
832         if (!list_empty(&ctx->run_list))
833                 return 1;
834         return 0;
835 }
836
837 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
838 {
839         unsigned long timeout;
840         /*
841          * if someone is waiting, get the work started right
842          * away, otherwise, use a longer delay
843          */
844         smp_mb();
845         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
846                 timeout = 1;
847         else
848                 timeout = HZ/10;
849         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
850 }
851
852 /*
853  * aio_run_all_iocbs:
854  *      Process all pending retries queued on the ioctx
855  *      run list, and keep running them until the list
856  *      stays empty.
857  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
858  */
859 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
860 {
861         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
862         while (__aio_run_iocbs(ctx))
863                 ;
864         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
865 }
866
867 /*
868  * aio_kick_handler:
869  *      Work queue handler triggered to process pending
870  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
871  *      mm context before running the iocbs, so that
872  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
873  *      space.
874  * Run on aiod's context.
875  */
876 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
877 {
878         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
879         mm_segment_t oldfs = get_fs();
880         struct mm_struct *mm;
881         int requeue;
882
883         set_fs(USER_DS);
884         use_mm(ctx->mm);
885         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
886         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
887         mm = ctx->mm;
888         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
889         unuse_mm(mm);
890         set_fs(oldfs);
891         /*
892          * we're in a worker thread already; no point using non-zero delay
893          */
894         if (requeue)
895                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
896 }
897
898
899 /*
900  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
901  * and if required activate the aio work queue to process
902  * it
903  */
904 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
905 {
906         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
907         unsigned long flags;
908         int run = 0;
909
910         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
911         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
912          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
913         if (!kiocbTryKick(iocb))
914                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
915         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
916         if (run)
917                 aio_queue_work(ctx);
918 }
919
920 /*
921  * kick_iocb:
922  *      Called typically from a wait queue callback context
923  *      to trigger a retry of the iocb.
924  *      The retry is usually executed by aio workqueue
925  *      threads (See aio_kick_handler).
926  */
927 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
928 {
929         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
930          * single context. */
931         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
932                 kiocbSetKicked(iocb);
933                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
934                 return;
935         }
936
937         try_queue_kicked_iocb(iocb);
938 }
939 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
940
941 /* aio_complete
942  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
943  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
944  *      only other user of the request can be the cancellation code.
945  */
946 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
947 {
948         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
949         struct aio_ring_info    *info;
950         struct aio_ring *ring;
951         struct io_event *event;
952         unsigned long   flags;
953         unsigned long   tail;
954         int             ret;
955
956         /*
957          * Special case handling for sync iocbs:
958          *  - events go directly into the iocb for fast handling
959          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
960          *    ref, no other paths have a way to get another ref
961          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
962          */
963         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
964                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
965                 iocb->ki_user_data = res;
966                 iocb->ki_users = 0;
967                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
968                 return 1;
969         }
970
971         info = &ctx->ring_info;
972
973         /* add a completion event to the ring buffer.
974          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
975          * other code from messing with the tail
976          * pointer since we might be called from irq
977          * context.
978          */
979         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
980
981         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
982                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
983
984         /*
985          * cancelled requests don't get events, userland was given one
986          * when the event got cancelled.
987          */
988         if (kiocbIsCancelled(iocb))
989                 goto put_rq;
990
991         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
992
993         tail = info->tail;
994         event = aio_ring_event(info, tail);
995         if (++tail >= info->nr)
996                 tail = 0;
997
998         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
999         event->data = iocb->ki_user_data;
1000         event->res = res;
1001         event->res2 = res2;
1002
1003         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1004                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1005                 res, res2);
1006
1007         /* after flagging the request as done, we
1008          * must never even look at it again
1009          */
1010         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1011
1012         info->tail = tail;
1013         ring->tail = tail;
1014
1015         put_aio_ring_event(event);
1016         kunmap_atomic(ring);
1017
1018         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1019
1020         /*
1021          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1022          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1023          * from IRQ context.
1024          */
1025         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1026                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1027
1028 put_rq:
1029         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1030         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1031
1032         /*
1033          * We have to order our ring_info tail store above and test
1034          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1035          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1036          * ordered with the unlocked test.
1037          */
1038         smp_mb();
1039
1040         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1041                 wake_up(&ctx->wait);
1042
1043         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1044         return ret;
1045 }
1046 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1047
1048 /* aio_read_evt
1049  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1050  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1051  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1052  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1053  */
1054 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1055 {
1056         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1057         struct aio_ring *ring;
1058         unsigned long head;
1059         int ret = 0;
1060
1061         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1062         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1063                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1064                  (unsigned long)ring->nr);
1065
1066         if (ring->head == ring->tail)
1067                 goto out;
1068
1069         spin_lock(&info->ring_lock);
1070
1071         head = ring->head % info->nr;
1072         if (head != ring->tail) {
1073                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head);
1074                 *ent = *evp;
1075                 head = (head + 1) % info->nr;
1076                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1077                 ring->head = head;
1078                 ret = 1;
1079                 put_aio_ring_event(evp);
1080         }
1081         spin_unlock(&info->ring_lock);
1082
1083 out:
1084         kunmap_atomic(ring);
1085         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1086                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1087         return ret;
1088 }
1089
1090 struct aio_timeout {
1091         struct timer_list       timer;
1092         int                     timed_out;
1093         struct task_struct      *p;
1094 };
1095
1096 static void timeout_func(unsigned long data)
1097 {
1098         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1099
1100         to->timed_out = 1;
1101         wake_up_process(to->p);
1102 }
1103
1104 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1105 {
1106         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1107         to->timed_out = 0;
1108         to->p = current;
1109 }
1110
1111 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1112                                const struct timespec *ts)
1113 {
1114         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1115         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1116                 add_timer(&to->timer);
1117         else
1118                 to->timed_out = 1;
1119 }
1120
1121 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1122 {
1123         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1124 }
1125
1126 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1127                         long min_nr, long nr,
1128                         struct io_event __user *event,
1129                         struct timespec __user *timeout)
1130 {
1131         long                    start_jiffies = jiffies;
1132         struct task_struct      *tsk = current;
1133         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1134         int                     ret;
1135         int                     i = 0;
1136         struct io_event         ent;
1137         struct aio_timeout      to;
1138         int                     retry = 0;
1139
1140         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1141          * any, but C is fun!
1142          */
1143         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1144 retry:
1145         ret = 0;
1146         while (likely(i < nr)) {
1147                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1148                 if (unlikely(ret <= 0))
1149                         break;
1150
1151                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1152                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1153
1154                 /* Could we split the check in two? */
1155                 ret = -EFAULT;
1156                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1157                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1158                         break;
1159                 }
1160                 ret = 0;
1161
1162                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1163                 event ++;
1164                 i ++;
1165         }
1166
1167         if (min_nr <= i)
1168                 return i;
1169         if (ret)
1170                 return ret;
1171
1172         /* End fast path */
1173
1174         /* racey check, but it gets redone */
1175         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1176                 retry = 1;
1177                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1178                 goto retry;
1179         }
1180
1181         init_timeout(&to);
1182         if (timeout) {
1183                 struct timespec ts;
1184                 ret = -EFAULT;
1185                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1186                         goto out;
1187
1188                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1189         }
1190
1191         while (likely(i < nr)) {
1192                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1193                 do {
1194                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1195                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1196                         if (ret)
1197                                 break;
1198                         if (min_nr <= i)
1199                                 break;
1200                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1201                                 ret = -EINVAL;
1202                                 break;
1203                         }
1204                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1205                                 break;
1206                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1207                          *  in flight */
1208                         if (ctx->reqs_active)
1209                                 io_schedule();
1210                         else
1211                                 schedule();
1212                         if (signal_pending(tsk)) {
1213                                 ret = -EINTR;
1214                                 break;
1215                         }
1216                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1217                 } while (1) ;
1218
1219                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1220                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1221
1222                 if (unlikely(ret <= 0))
1223                         break;
1224
1225                 ret = -EFAULT;
1226                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1227                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1228                         break;
1229                 }
1230
1231                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1232                 event ++;
1233                 i ++;
1234         }
1235
1236         if (timeout)
1237                 clear_timeout(&to);
1238 out:
1239         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1240         return i ? i : ret;
1241 }
1242
1243 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1244  * against races with itself via ->dead.
1245  */
1246 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1247 {
1248         struct mm_struct *mm = current->mm;
1249         int was_dead;
1250
1251         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1252         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1253         was_dead = ioctx->dead;
1254         ioctx->dead = 1;
1255         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1256         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1257
1258         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1259         if (likely(!was_dead))
1260                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1261
1262         kill_ctx(ioctx);
1263
1264         /*
1265          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1266          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1267          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1268          */
1269         wake_up_all(&ioctx->wait);
1270 }
1271
1272 /* sys_io_setup:
1273  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1274  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1275  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1276  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1277  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1278  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1279  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1280  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1281  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1282  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1283  *      implemented.
1284  */
1285 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1286 {
1287         struct kioctx *ioctx = NULL;
1288         unsigned long ctx;
1289         long ret;
1290
1291         ret = get_user(ctx, ctxp);
1292         if (unlikely(ret))
1293                 goto out;
1294
1295         ret = -EINVAL;
1296         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1297                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1298                          ctx, nr_events);
1299                 goto out;
1300         }
1301
1302         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1303         ret = PTR_ERR(ioctx);
1304         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1305                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1306                 if (ret)
1307                         io_destroy(ioctx);
1308                 put_ioctx(ioctx);
1309         }
1310
1311 out:
1312         return ret;
1313 }
1314
1315 /* sys_io_destroy:
1316  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1317  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1318  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1319  *      is invalid.
1320  */
1321 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1322 {
1323         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1324         if (likely(NULL != ioctx)) {
1325                 io_destroy(ioctx);
1326                 put_ioctx(ioctx);
1327                 return 0;
1328         }
1329         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1330         return -EINVAL;
1331 }
1332
1333 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1334 {
1335         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1336
1337         BUG_ON(ret <= 0);
1338
1339         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1340                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1341                 iov->iov_base += this;
1342                 iov->iov_len -= this;
1343                 iocb->ki_left -= this;
1344                 ret -= this;
1345                 if (iov->iov_len == 0) {
1346                         iocb->ki_cur_seg++;
1347                         iov++;
1348                 }
1349         }
1350
1351         /* the caller should not have done more io than what fit in
1352          * the remaining iovecs */
1353         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1354 }
1355
1356 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1357 {
1358         struct file *file = iocb->ki_filp;
1359         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1360         struct inode *inode = mapping->host;
1361         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1362                          unsigned long, loff_t);
1363         ssize_t ret = 0;
1364         unsigned short opcode;
1365
1366         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1367                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1368                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1369                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1370         } else {
1371                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1372                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1373         }
1374
1375         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1376         if (iocb->ki_pos < 0)
1377                 return -EINVAL;
1378
1379         do {
1380                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1381                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1382                             iocb->ki_pos);
1383                 if (ret > 0)
1384                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1385
1386         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1387          * regular file. */
1388         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1389                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1390                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1391
1392         /* This means we must have transferred all that we could */
1393         /* No need to retry anymore */
1394         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1395                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1396
1397         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1398          * the eventual error. */
1399         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1400             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1401             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1402                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1403
1404         return ret;
1405 }
1406
1407 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1408 {
1409         struct file *file = iocb->ki_filp;
1410         ssize_t ret = -EINVAL;
1411
1412         if (file->f_op->aio_fsync)
1413                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1414         return ret;
1415 }
1416
1417 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1418 {
1419         struct file *file = iocb->ki_filp;
1420         ssize_t ret = -EINVAL;
1421
1422         if (file->f_op->aio_fsync)
1423                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1424         return ret;
1425 }
1426
1427 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1428 {
1429         ssize_t ret;
1430
1431 #ifdef CONFIG_COMPAT
1432         if (compat)
1433                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1434                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1435                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1436                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1437         else
1438 #endif
1439                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1440                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1441                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1442                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1443         if (ret < 0)
1444                 goto out;
1445
1446         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1447         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1448         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1449         kiocb->ki_nbytes = ret;
1450         kiocb->ki_left = ret;
1451
1452         ret = 0;
1453 out:
1454         return ret;
1455 }
1456
1457 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1458 {
1459         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1460         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1461         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1462         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1463         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1464         return 0;
1465 }
1466
1467 /*
1468  * aio_setup_iocb:
1469  *      Performs the initial checks and aio retry method
1470  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1471  */
1472 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1473 {
1474         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1475         ssize_t ret = 0;
1476
1477         switch (kiocb->ki_opcode) {
1478         case IOCB_CMD_PREAD:
1479                 ret = -EBADF;
1480                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1481                         break;
1482                 ret = -EFAULT;
1483                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1484                         kiocb->ki_left)))
1485                         break;
1486                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1487                 if (unlikely(ret))
1488                         break;
1489                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1490                 if (ret)
1491                         break;
1492                 ret = -EINVAL;
1493                 if (file->f_op->aio_read)
1494                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1495                 break;
1496         case IOCB_CMD_PWRITE:
1497                 ret = -EBADF;
1498                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1499                         break;
1500                 ret = -EFAULT;
1501                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1502                         kiocb->ki_left)))
1503                         break;
1504                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1505                 if (unlikely(ret))
1506                         break;
1507                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1508                 if (ret)
1509                         break;
1510                 ret = -EINVAL;
1511                 if (file->f_op->aio_write)
1512                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1513                 break;
1514         case IOCB_CMD_PREADV:
1515                 ret = -EBADF;
1516                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1517                         break;
1518                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1519                 if (unlikely(ret))
1520                         break;
1521                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
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_PWRITEV:
1529                 ret = -EBADF;
1530                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1531                         break;
1532                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1533                 if (unlikely(ret))
1534                         break;
1535                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1536                 if (ret)
1537                         break;
1538                 ret = -EINVAL;
1539                 if (file->f_op->aio_write)
1540                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1541                 break;
1542         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1543                 ret = -EINVAL;
1544                 if (file->f_op->aio_fsync)
1545                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1546                 break;
1547         case IOCB_CMD_FSYNC:
1548                 ret = -EINVAL;
1549                 if (file->f_op->aio_fsync)
1550                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1551                 break;
1552         default:
1553                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1554                 ret = -EINVAL;
1555         }
1556
1557         if (!kiocb->ki_retry)
1558                 return ret;
1559
1560         return 0;
1561 }
1562
1563 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1564                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1565                          bool compat)
1566 {
1567         struct kiocb *req;
1568         struct file *file;
1569         ssize_t ret;
1570
1571         /* enforce forwards compatibility on users */
1572         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1573                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1574                 return -EINVAL;
1575         }
1576
1577         /* prevent overflows */
1578         if (unlikely(
1579             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1580             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1581             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1582            )) {
1583                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1584                 return -EINVAL;
1585         }
1586
1587         file = fget(iocb->aio_fildes);
1588         if (unlikely(!file))
1589                 return -EBADF;
1590
1591         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1592         if (unlikely(!req)) {
1593                 fput(file);
1594                 return -EAGAIN;
1595         }
1596         req->ki_filp = file;
1597         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1598                 /*
1599                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1600                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1601                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1602                  * event using the eventfd_signal() function.
1603                  */
1604                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1605                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1606                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1607                         req->ki_eventfd = NULL;
1608                         goto out_put_req;
1609                 }
1610         }
1611
1612         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1613         if (unlikely(ret)) {
1614                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1615                 goto out_put_req;
1616         }
1617
1618         req->ki_obj.user = user_iocb;
1619         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1620         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1621
1622         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1623         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1624         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1625
1626         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1627
1628         if (ret)
1629                 goto out_put_req;
1630
1631         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1632         /*
1633          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1634          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1635          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1636          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1637          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1638          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1639          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1640          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1641          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1642          * finish.
1643          */
1644         if (ctx->dead) {
1645                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1646                 ret = -EINVAL;
1647                 goto out_put_req;
1648         }
1649         aio_run_iocb(req);
1650         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1651                 /* drain the run list */
1652                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1653                         ;
1654         }
1655         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1656
1657         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1658         return 0;
1659
1660 out_put_req:
1661         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1662         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1663         return ret;
1664 }
1665
1666 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1667                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1668 {
1669         struct kioctx *ctx;
1670         long ret = 0;
1671         int i = 0;
1672         struct blk_plug plug;
1673         struct kiocb_batch batch;
1674
1675         if (unlikely(nr < 0))
1676                 return -EINVAL;
1677
1678         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1679                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1680
1681         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1682                 return -EFAULT;
1683
1684         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1685         if (unlikely(!ctx)) {
1686                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1687                 return -EINVAL;
1688         }
1689
1690         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1691
1692         blk_start_plug(&plug);
1693
1694         /*
1695          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1696          * successfully submitted?
1697          */
1698         for (i=0; i<nr; i++) {
1699                 struct iocb __user *user_iocb;
1700                 struct iocb tmp;
1701
1702                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1703                         ret = -EFAULT;
1704                         break;
1705                 }
1706
1707                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1708                         ret = -EFAULT;
1709                         break;
1710                 }
1711
1712                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1713                 if (ret)
1714                         break;
1715         }
1716         blk_finish_plug(&plug);
1717
1718         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1719         put_ioctx(ctx);
1720         return i ? i : ret;
1721 }
1722
1723 /* sys_io_submit:
1724  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1725  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1726  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1727  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1728  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1729  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1730  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1731  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1732  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1733  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1734  */
1735 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1736                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1737 {
1738         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1739 }
1740
1741 /* lookup_kiocb
1742  *      Finds a given iocb for cancellation.
1743  */
1744 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1745                                   u32 key)
1746 {
1747         struct list_head *pos;
1748
1749         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1750
1751         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1752         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1753                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1754                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1755                         return kiocb;
1756         }
1757         return NULL;
1758 }
1759
1760 /* sys_io_cancel:
1761  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1762  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1763  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1764  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1765  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1766  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1767  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1768  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1769  */
1770 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1771                 struct io_event __user *, result)
1772 {
1773         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1774         struct kioctx *ctx;
1775         struct kiocb *kiocb;
1776         u32 key;
1777         int ret;
1778
1779         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1780         if (unlikely(ret))
1781                 return -EFAULT;
1782
1783         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1784         if (unlikely(!ctx))
1785                 return -EINVAL;
1786
1787         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1788         ret = -EAGAIN;
1789         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1790         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1791                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1792                 kiocb->ki_users ++;
1793                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1794         } else
1795                 cancel = NULL;
1796         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1797
1798         if (NULL != cancel) {
1799                 struct io_event tmp;
1800                 pr_debug("calling cancel\n");
1801                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1802                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1803                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1804                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1805                 if (!ret) {
1806                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1807                          * into the user's buffer.
1808                          */
1809                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1810                                 ret = -EFAULT;
1811                 }
1812         } else
1813                 ret = -EINVAL;
1814
1815         put_ioctx(ctx);
1816
1817         return ret;
1818 }
1819
1820 /* io_getevents:
1821  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1822  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1823  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1824  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1825  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1826  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1827  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1828  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1829  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1830  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1831  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1832  */
1833 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1834                 long, min_nr,
1835                 long, nr,
1836                 struct io_event __user *, events,
1837                 struct timespec __user *, timeout)
1838 {
1839         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1840         long ret = -EINVAL;
1841
1842         if (likely(ioctx)) {
1843                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1844                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1845                 put_ioctx(ioctx);
1846         }
1847
1848         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1849         return ret;
1850 }