eventfd: remove fput() call from possible IRQ context
[linux-2.6] / fs / aio.c
1 /*
2  *      An async IO implementation for Linux
3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
4  *
5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
6  *
7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
8  *
9  *      See ../COPYING for licensing terms.
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/aio_abi.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/syscalls.h>
18 #include <linux/uio.h>
19
20 #define DEBUG 0
21
22 #include <linux/sched.h>
23 #include <linux/fs.h>
24 #include <linux/file.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/mman.h>
27 #include <linux/slab.h>
28 #include <linux/timer.h>
29 #include <linux/aio.h>
30 #include <linux/highmem.h>
31 #include <linux/workqueue.h>
32 #include <linux/security.h>
33 #include <linux/eventfd.h>
34
35 #include <asm/kmap_types.h>
36 #include <asm/uaccess.h>
37 #include <asm/mmu_context.h>
38
39 #if DEBUG > 1
40 #define dprintk         printk
41 #else
42 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
43 #endif
44
45 /*------ sysctl variables----*/
46 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
47 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
48 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
49 /*----end sysctl variables---*/
50
51 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
52 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
53
54 static struct workqueue_struct *aio_wq;
55
56 /* Used for rare fput completion. */
57 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
58 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
59
60 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
61 static LIST_HEAD(fput_head);
62
63 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
64 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
65
66 /* aio_setup
67  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
68  *      failure as this is done early during the boot sequence.
69  */
70 static int __init aio_setup(void)
71 {
72         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
73         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
74
75         aio_wq = create_workqueue("aio");
76
77         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
78
79         return 0;
80 }
81
82 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
83 {
84         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
85         long i;
86
87         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
88                 put_page(info->ring_pages[i]);
89
90         if (info->mmap_size) {
91                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
92                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
93                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
94         }
95
96         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
97                 kfree(info->ring_pages);
98         info->ring_pages = NULL;
99         info->nr = 0;
100 }
101
102 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
103 {
104         struct aio_ring *ring;
105         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
106         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
107         unsigned long size;
108         int nr_pages;
109
110         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
111         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
112
113         size = sizeof(struct aio_ring);
114         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
115         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
116
117         if (nr_pages < 0)
118                 return -EINVAL;
119
120         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
121
122         info->nr = 0;
123         info->ring_pages = info->internal_pages;
124         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
125                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
126                 if (!info->ring_pages)
127                         return -ENOMEM;
128         }
129
130         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
131         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
132         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
133         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
134                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
135                                   0);
136         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
137                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
138                 info->mmap_size = 0;
139                 aio_free_ring(ctx);
140                 return -EAGAIN;
141         }
142
143         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
144         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
145                                         info->mmap_base, nr_pages, 
146                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
147         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
148
149         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
150                 aio_free_ring(ctx);
151                 return -EAGAIN;
152         }
153
154         ctx->user_id = info->mmap_base;
155
156         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
157
158         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
159         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
160         ring->id = ctx->user_id;
161         ring->head = ring->tail = 0;
162         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
163         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
164         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
165         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
166         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
167
168         return 0;
169 }
170
171
172 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
173  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
174  */
175 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
176 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
177 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
178
179 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
180         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
181         struct io_event *__event;                                       \
182         __event = kmap_atomic(                                          \
183                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
184         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
185         __event;                                                        \
186 })
187
188 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
189         struct io_event *__event = (event);     \
190         (void)__event;                          \
191         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
192 } while(0)
193
194 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
195 {
196         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
197         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
198
199         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
200
201         if (nr_events) {
202                 spin_lock(&aio_nr_lock);
203                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
204                 aio_nr -= nr_events;
205                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
206         }
207 }
208
209 /* __put_ioctx
210  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
211  *      and the struct needs to be freed.
212  */
213 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
214 {
215         BUG_ON(ctx->reqs_active);
216
217         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
218         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
219         aio_free_ring(ctx);
220         mmdrop(ctx->mm);
221         ctx->mm = NULL;
222         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
223         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
224 }
225
226 #define get_ioctx(kioctx) do {                                          \
227         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
228         atomic_inc(&(kioctx)->users);                                   \
229 } while (0)
230 #define put_ioctx(kioctx) do {                                          \
231         BUG_ON(atomic_read(&(kioctx)->users) <= 0);                     \
232         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&(kioctx)->users)))            \
233                 __put_ioctx(kioctx);                                    \
234 } while (0)
235
236 /* ioctx_alloc
237  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
238  */
239 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
240 {
241         struct mm_struct *mm;
242         struct kioctx *ctx;
243         int did_sync = 0;
244
245         /* Prevent overflows */
246         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
247             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
248                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
249                 return ERR_PTR(-EINVAL);
250         }
251
252         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
253                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
254
255         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
256         if (!ctx)
257                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
258
259         ctx->max_reqs = nr_events;
260         mm = ctx->mm = current->mm;
261         atomic_inc(&mm->mm_count);
262
263         atomic_set(&ctx->users, 1);
264         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
265         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
266         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
267
268         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
269         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
270         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
271
272         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
273                 goto out_freectx;
274
275         /* limit the number of system wide aios */
276         do {
277                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
278                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
279                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
280                         ctx->max_reqs = 0;
281                 else
282                         aio_nr += ctx->max_reqs;
283                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
284                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
285                         break;
286
287                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
288                 synchronize_rcu();
289                 did_sync = 1;
290                 ctx->max_reqs = nr_events;
291         } while (1);
292
293         if (ctx->max_reqs == 0)
294                 goto out_cleanup;
295
296         /* now link into global list. */
297         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
298         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
299         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
300
301         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
302                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
303         return ctx;
304
305 out_cleanup:
306         __put_ioctx(ctx);
307         return ERR_PTR(-EAGAIN);
308
309 out_freectx:
310         mmdrop(mm);
311         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
312         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
313
314         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
315         return ctx;
316 }
317
318 /* aio_cancel_all
319  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
320  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
321  *      the rapid destruction of the kioctx.
322  */
323 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
324 {
325         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
326         struct io_event res;
327         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
328         ctx->dead = 1;
329         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
330                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
331                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
332                 list_del_init(&iocb->ki_list);
333                 cancel = iocb->ki_cancel;
334                 kiocbSetCancelled(iocb);
335                 if (cancel) {
336                         iocb->ki_users++;
337                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
338                         cancel(iocb, &res);
339                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
340                 }
341         }
342         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
343 }
344
345 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
346 {
347         struct task_struct *tsk = current;
348         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
349
350         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
351         if (!ctx->reqs_active)
352                 goto out;
353
354         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
355         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
356         while (ctx->reqs_active) {
357                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
358                 io_schedule();
359                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
360                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
361         }
362         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
363         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
364
365 out:
366         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
367 }
368
369 /* wait_on_sync_kiocb:
370  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
371  */
372 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
373 {
374         while (iocb->ki_users) {
375                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
376                 if (!iocb->ki_users)
377                         break;
378                 io_schedule();
379         }
380         __set_current_state(TASK_RUNNING);
381         return iocb->ki_user_data;
382 }
383
384 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
385  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
386  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
387  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
388  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
389  * associated with the request (held via struct page * references).
390  */
391 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
392 {
393         struct kioctx *ctx;
394
395         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
396                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
397                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
398
399                 aio_cancel_all(ctx);
400
401                 wait_for_all_aios(ctx);
402                 /*
403                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
404                  */
405                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
406
407                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
408                         printk(KERN_DEBUG
409                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
410                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
411                                 ctx->reqs_active);
412                 put_ioctx(ctx);
413         }
414 }
415
416 /* aio_get_req
417  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
418  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
419  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
420  *
421  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
422  * an extra reference while submitting the i/o.
423  * This prevents races between the aio code path referencing the
424  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
425  */
426 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
427 {
428         struct kiocb *req = NULL;
429         struct aio_ring *ring;
430         int okay = 0;
431
432         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
433         if (unlikely(!req))
434                 return NULL;
435
436         req->ki_flags = 0;
437         req->ki_users = 2;
438         req->ki_key = 0;
439         req->ki_ctx = ctx;
440         req->ki_cancel = NULL;
441         req->ki_retry = NULL;
442         req->ki_dtor = NULL;
443         req->private = NULL;
444         req->ki_iovec = NULL;
445         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
446         req->ki_eventfd = NULL;
447
448         /* Check if the completion queue has enough free space to
449          * accept an event from this io.
450          */
451         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
452         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0], KM_USER0);
453         if (ctx->reqs_active < aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring)) {
454                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
455                 ctx->reqs_active++;
456                 okay = 1;
457         }
458         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
459         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
460
461         if (!okay) {
462                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
463                 req = NULL;
464         }
465
466         return req;
467 }
468
469 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
470 {
471         struct kiocb *req;
472         /* Handle a potential starvation case -- should be exceedingly rare as 
473          * requests will be stuck on fput_head only if the aio_fput_routine is 
474          * delayed and the requests were the last user of the struct file.
475          */
476         req = __aio_get_req(ctx);
477         if (unlikely(NULL == req)) {
478                 aio_fput_routine(NULL);
479                 req = __aio_get_req(ctx);
480         }
481         return req;
482 }
483
484 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
485 {
486         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
487
488         if (req->ki_dtor)
489                 req->ki_dtor(req);
490         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
491                 kfree(req->ki_iovec);
492         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
493         ctx->reqs_active--;
494
495         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
496                 wake_up(&ctx->wait);
497 }
498
499 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
500 {
501         spin_lock_irq(&fput_lock);
502         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
503                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
504                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
505
506                 list_del(&req->ki_list);
507                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
508
509                 /* Complete the fput(s) */
510                 if (req->ki_filp != NULL)
511                         __fput(req->ki_filp);
512                 if (req->ki_eventfd != NULL)
513                         __fput(req->ki_eventfd);
514
515                 /* Link the iocb into the context's free list */
516                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
517                 really_put_req(ctx, req);
518                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
519
520                 put_ioctx(ctx);
521                 spin_lock_irq(&fput_lock);
522         }
523         spin_unlock_irq(&fput_lock);
524 }
525
526 /* __aio_put_req
527  *      Returns true if this put was the last user of the request.
528  */
529 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
530 {
531         int schedule_putreq = 0;
532
533         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
534                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
535
536         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
537
538         req->ki_users--;
539         BUG_ON(req->ki_users < 0);
540         if (likely(req->ki_users))
541                 return 0;
542         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
543         req->ki_cancel = NULL;
544         req->ki_retry = NULL;
545
546         /*
547          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
548          * schedule work in case it is not __fput() time. In normal cases,
549          * we would not be holding the last reference to the file*, so
550          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
551          */
552         if (unlikely(atomic_long_dec_and_test(&req->ki_filp->f_count)))
553                 schedule_putreq++;
554         else
555                 req->ki_filp = NULL;
556         if (req->ki_eventfd != NULL) {
557                 if (unlikely(atomic_long_dec_and_test(&req->ki_eventfd->f_count)))
558                         schedule_putreq++;
559                 else
560                         req->ki_eventfd = NULL;
561         }
562         if (unlikely(schedule_putreq)) {
563                 get_ioctx(ctx);
564                 spin_lock(&fput_lock);
565                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
566                 spin_unlock(&fput_lock);
567                 queue_work(aio_wq, &fput_work);
568         } else
569                 really_put_req(ctx, req);
570         return 1;
571 }
572
573 /* aio_put_req
574  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
575  *      false if the request is still in use.
576  */
577 int aio_put_req(struct kiocb *req)
578 {
579         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
580         int ret;
581         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
582         ret = __aio_put_req(ctx, req);
583         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
584         return ret;
585 }
586
587 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
588 {
589         struct mm_struct *mm = current->mm;
590         struct kioctx *ctx = NULL;
591         struct hlist_node *n;
592
593         rcu_read_lock();
594
595         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
596                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead) {
597                         get_ioctx(ctx);
598                         break;
599                 }
600         }
601
602         rcu_read_unlock();
603         return ctx;
604 }
605
606 /*
607  * use_mm
608  *      Makes the calling kernel thread take on the specified
609  *      mm context.
610  *      Called by the retry thread execute retries within the
611  *      iocb issuer's mm context, so that copy_from/to_user
612  *      operations work seamlessly for aio.
613  *      (Note: this routine is intended to be called only
614  *      from a kernel thread context)
615  */
616 static void use_mm(struct mm_struct *mm)
617 {
618         struct mm_struct *active_mm;
619         struct task_struct *tsk = current;
620
621         task_lock(tsk);
622         active_mm = tsk->active_mm;
623         atomic_inc(&mm->mm_count);
624         tsk->mm = mm;
625         tsk->active_mm = mm;
626         switch_mm(active_mm, mm, tsk);
627         task_unlock(tsk);
628
629         mmdrop(active_mm);
630 }
631
632 /*
633  * unuse_mm
634  *      Reverses the effect of use_mm, i.e. releases the
635  *      specified mm context which was earlier taken on
636  *      by the calling kernel thread
637  *      (Note: this routine is intended to be called only
638  *      from a kernel thread context)
639  */
640 static void unuse_mm(struct mm_struct *mm)
641 {
642         struct task_struct *tsk = current;
643
644         task_lock(tsk);
645         tsk->mm = NULL;
646         /* active_mm is still 'mm' */
647         enter_lazy_tlb(mm, tsk);
648         task_unlock(tsk);
649 }
650
651 /*
652  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
653  * has already been marked as kicked, and places it on
654  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
655  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
656  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
657  * queue to process it), or 0, if it found that it was
658  * already queued.
659  */
660 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
661 {
662         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
663
664         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
665
666         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
667                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
668                         &ctx->run_list);
669                 return 1;
670         }
671         return 0;
672 }
673
674 /* aio_run_iocb
675  *      This is the core aio execution routine. It is
676  *      invoked both for initial i/o submission and
677  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
678  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
679  *      already held. The lock is released and reacquired
680  *      as needed during processing.
681  *
682  * Calls the iocb retry method (already setup for the
683  * iocb on initial submission) for operation specific
684  * handling, but takes care of most of common retry
685  * execution details for a given iocb. The retry method
686  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
687  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
688  * retry kernel thread.
689  *
690  * The trickier parts in this code have to do with
691  * ensuring that only one retry instance is in progress
692  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
693  * simplifies the coding of individual aio operations as
694  * it avoids various potential races.
695  */
696 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
697 {
698         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
699         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
700         ssize_t ret;
701
702         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
703                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
704                 return 0;
705         }
706
707         /*
708          * We don't want the next retry iteration for this
709          * operation to start until this one has returned and
710          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
711          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
712          * meantime, indicating that data is available for the next
713          * iteration. We want to remember that and enable the
714          * next retry iteration _after_ we are through with
715          * this one.
716          *
717          * So, in order to be able to register a "kick", but
718          * prevent it from being queued now, we clear the kick
719          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
720          * still on the run list until we are actually done.
721          * When we are done with this iteration, we check if
722          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
723          * it up afresh.
724          */
725
726         kiocbClearKicked(iocb);
727
728         /*
729          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
730          * pull the iocb off the run list (We can't just call
731          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
732          * queue this on the run list yet)
733          */
734         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
735         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
736
737         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
738         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
739                 ret = -EINTR;
740                 aio_complete(iocb, ret, 0);
741                 /* must not access the iocb after this */
742                 goto out;
743         }
744
745         /*
746          * Now we are all set to call the retry method in async
747          * context.
748          */
749         ret = retry(iocb);
750
751         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
752                 BUG_ON(!list_empty(&iocb->ki_wait.task_list));
753                 aio_complete(iocb, ret, 0);
754         }
755 out:
756         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
757
758         if (-EIOCBRETRY == ret) {
759                 /*
760                  * OK, now that we are done with this iteration
761                  * and know that there is more left to go,
762                  * this is where we let go so that a subsequent
763                  * "kick" can start the next iteration
764                  */
765
766                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
767                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
768                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
769                  * has already been kicked */
770                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
771                         __queue_kicked_iocb(iocb);
772
773                         /*
774                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
775                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
776                          * be safe to unconditionally queue the context into the
777                          * work queue.
778                          */
779                         aio_queue_work(ctx);
780                 }
781         }
782         return ret;
783 }
784
785 /*
786  * __aio_run_iocbs:
787  *      Process all pending retries queued on the ioctx
788  *      run list.
789  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
790  * context.
791  */
792 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
793 {
794         struct kiocb *iocb;
795         struct list_head run_list;
796
797         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
798
799         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
800         while (!list_empty(&run_list)) {
801                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
802                         ki_run_list);
803                 list_del(&iocb->ki_run_list);
804                 /*
805                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
806                  */
807                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
808                 aio_run_iocb(iocb);
809                 __aio_put_req(ctx, iocb);
810         }
811         if (!list_empty(&ctx->run_list))
812                 return 1;
813         return 0;
814 }
815
816 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
817 {
818         unsigned long timeout;
819         /*
820          * if someone is waiting, get the work started right
821          * away, otherwise, use a longer delay
822          */
823         smp_mb();
824         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
825                 timeout = 1;
826         else
827                 timeout = HZ/10;
828         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
829 }
830
831
832 /*
833  * aio_run_iocbs:
834  *      Process all pending retries queued on the ioctx
835  *      run list.
836  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
837  * context.
838  */
839 static inline void aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
840 {
841         int requeue;
842
843         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
844
845         requeue = __aio_run_iocbs(ctx);
846         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
847         if (requeue)
848                 aio_queue_work(ctx);
849 }
850
851 /*
852  * just like aio_run_iocbs, but keeps running them until
853  * the list stays empty
854  */
855 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
856 {
857         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
858         while (__aio_run_iocbs(ctx))
859                 ;
860         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
861 }
862
863 /*
864  * aio_kick_handler:
865  *      Work queue handler triggered to process pending
866  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
867  *      mm context before running the iocbs, so that
868  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
869  *      space.
870  * Run on aiod's context.
871  */
872 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
873 {
874         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
875         mm_segment_t oldfs = get_fs();
876         struct mm_struct *mm;
877         int requeue;
878
879         set_fs(USER_DS);
880         use_mm(ctx->mm);
881         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
882         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
883         mm = ctx->mm;
884         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
885         unuse_mm(mm);
886         set_fs(oldfs);
887         /*
888          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
889          */
890         if (requeue)
891                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
892 }
893
894
895 /*
896  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
897  * and if required activate the aio work queue to process
898  * it
899  */
900 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
901 {
902         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
903         unsigned long flags;
904         int run = 0;
905
906         /* We're supposed to be the only path putting the iocb back on the run
907          * list.  If we find that the iocb is *back* on a wait queue already
908          * than retry has happened before we could queue the iocb.  This also
909          * means that the retry could have completed and freed our iocb, no
910          * good. */
911         BUG_ON((!list_empty(&iocb->ki_wait.task_list)));
912
913         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
914         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
915          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
916         if (!kiocbTryKick(iocb))
917                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
918         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
919         if (run)
920                 aio_queue_work(ctx);
921 }
922
923 /*
924  * kick_iocb:
925  *      Called typically from a wait queue callback context
926  *      (aio_wake_function) to trigger a retry of the iocb.
927  *      The retry is usually executed by aio workqueue
928  *      threads (See aio_kick_handler).
929  */
930 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
931 {
932         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
933          * single context. */
934         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
935                 kiocbSetKicked(iocb);
936                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
937                 return;
938         }
939
940         try_queue_kicked_iocb(iocb);
941 }
942 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
943
944 /* aio_complete
945  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
946  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
947  *      only other user of the request can be the cancellation code.
948  */
949 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
950 {
951         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
952         struct aio_ring_info    *info;
953         struct aio_ring *ring;
954         struct io_event *event;
955         unsigned long   flags;
956         unsigned long   tail;
957         int             ret;
958
959         /*
960          * Special case handling for sync iocbs:
961          *  - events go directly into the iocb for fast handling
962          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
963          *    ref, no other paths have a way to get another ref
964          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
965          */
966         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
967                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
968                 iocb->ki_user_data = res;
969                 iocb->ki_users = 0;
970                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
971                 return 1;
972         }
973
974         info = &ctx->ring_info;
975
976         /* add a completion event to the ring buffer.
977          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
978          * other code from messing with the tail
979          * pointer since we might be called from irq
980          * context.
981          */
982         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
983
984         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
985                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
986
987         /*
988          * cancelled requests don't get events, userland was given one
989          * when the event got cancelled.
990          */
991         if (kiocbIsCancelled(iocb))
992                 goto put_rq;
993
994         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
995
996         tail = info->tail;
997         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
998         if (++tail >= info->nr)
999                 tail = 0;
1000
1001         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
1002         event->data = iocb->ki_user_data;
1003         event->res = res;
1004         event->res2 = res2;
1005
1006         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1007                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1008                 res, res2);
1009
1010         /* after flagging the request as done, we
1011          * must never even look at it again
1012          */
1013         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1014
1015         info->tail = tail;
1016         ring->tail = tail;
1017
1018         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
1019         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
1020
1021         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1022
1023         /*
1024          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1025          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1026          * from IRQ context.
1027          */
1028         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1029                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1030
1031 put_rq:
1032         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1033         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1034
1035         /*
1036          * We have to order our ring_info tail store above and test
1037          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1038          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1039          * ordered with the unlocked test.
1040          */
1041         smp_mb();
1042
1043         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1044                 wake_up(&ctx->wait);
1045
1046         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 /* aio_read_evt
1051  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1052  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1053  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1054  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1055  */
1056 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1057 {
1058         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1059         struct aio_ring *ring;
1060         unsigned long head;
1061         int ret = 0;
1062
1063         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1064         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1065                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1066                  (unsigned long)ring->nr);
1067
1068         if (ring->head == ring->tail)
1069                 goto out;
1070
1071         spin_lock(&info->ring_lock);
1072
1073         head = ring->head % info->nr;
1074         if (head != ring->tail) {
1075                 struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1076                 *ent = *evp;
1077                 head = (head + 1) % info->nr;
1078                 smp_mb(); /* finish reading the event before updatng the head */
1079                 ring->head = head;
1080                 ret = 1;
1081                 put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1082         }
1083         spin_unlock(&info->ring_lock);
1084
1085 out:
1086         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1087         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1088                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1089         return ret;
1090 }
1091
1092 struct aio_timeout {
1093         struct timer_list       timer;
1094         int                     timed_out;
1095         struct task_struct      *p;
1096 };
1097
1098 static void timeout_func(unsigned long data)
1099 {
1100         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1101
1102         to->timed_out = 1;
1103         wake_up_process(to->p);
1104 }
1105
1106 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1107 {
1108         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1109         to->timed_out = 0;
1110         to->p = current;
1111 }
1112
1113 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1114                                const struct timespec *ts)
1115 {
1116         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1117         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1118                 add_timer(&to->timer);
1119         else
1120                 to->timed_out = 1;
1121 }
1122
1123 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1124 {
1125         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1126 }
1127
1128 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1129                         long min_nr, long nr,
1130                         struct io_event __user *event,
1131                         struct timespec __user *timeout)
1132 {
1133         long                    start_jiffies = jiffies;
1134         struct task_struct      *tsk = current;
1135         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1136         int                     ret;
1137         int                     i = 0;
1138         struct io_event         ent;
1139         struct aio_timeout      to;
1140         int                     retry = 0;
1141
1142         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1143          * any, but C is fun!
1144          */
1145         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1146 retry:
1147         ret = 0;
1148         while (likely(i < nr)) {
1149                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1150                 if (unlikely(ret <= 0))
1151                         break;
1152
1153                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1154                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1155
1156                 /* Could we split the check in two? */
1157                 ret = -EFAULT;
1158                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1159                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1160                         break;
1161                 }
1162                 ret = 0;
1163
1164                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1165                 event ++;
1166                 i ++;
1167         }
1168
1169         if (min_nr <= i)
1170                 return i;
1171         if (ret)
1172                 return ret;
1173
1174         /* End fast path */
1175
1176         /* racey check, but it gets redone */
1177         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1178                 retry = 1;
1179                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1180                 goto retry;
1181         }
1182
1183         init_timeout(&to);
1184         if (timeout) {
1185                 struct timespec ts;
1186                 ret = -EFAULT;
1187                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1188                         goto out;
1189
1190                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1191         }
1192
1193         while (likely(i < nr)) {
1194                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1195                 do {
1196                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1197                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1198                         if (ret)
1199                                 break;
1200                         if (min_nr <= i)
1201                                 break;
1202                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1203                                 ret = -EINVAL;
1204                                 break;
1205                         }
1206                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1207                                 break;
1208                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1209                          *  in flight */
1210                         if (ctx->reqs_active)
1211                                 io_schedule();
1212                         else
1213                                 schedule();
1214                         if (signal_pending(tsk)) {
1215                                 ret = -EINTR;
1216                                 break;
1217                         }
1218                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1219                 } while (1) ;
1220
1221                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1222                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1223
1224                 if (unlikely(ret <= 0))
1225                         break;
1226
1227                 ret = -EFAULT;
1228                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1229                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1230                         break;
1231                 }
1232
1233                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1234                 event ++;
1235                 i ++;
1236         }
1237
1238         if (timeout)
1239                 clear_timeout(&to);
1240 out:
1241         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1242         return i ? i : ret;
1243 }
1244
1245 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1246  * against races with itself via ->dead.
1247  */
1248 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1249 {
1250         struct mm_struct *mm = current->mm;
1251         int was_dead;
1252
1253         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1254         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1255         was_dead = ioctx->dead;
1256         ioctx->dead = 1;
1257         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1258         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1259
1260         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1261         if (likely(!was_dead))
1262                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1263
1264         aio_cancel_all(ioctx);
1265         wait_for_all_aios(ioctx);
1266
1267         /*
1268          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1269          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1270          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1271          */
1272         wake_up(&ioctx->wait);
1273         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1274 }
1275
1276 /* sys_io_setup:
1277  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1278  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1279  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1280  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1281  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1282  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1283  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1284  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1285  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1286  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1287  *      implemented.
1288  */
1289 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1290 {
1291         struct kioctx *ioctx = NULL;
1292         unsigned long ctx;
1293         long ret;
1294
1295         ret = get_user(ctx, ctxp);
1296         if (unlikely(ret))
1297                 goto out;
1298
1299         ret = -EINVAL;
1300         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1301                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1302                          ctx, nr_events);
1303                 goto out;
1304         }
1305
1306         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1307         ret = PTR_ERR(ioctx);
1308         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1309                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1310                 if (!ret)
1311                         return 0;
1312
1313                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1314                 io_destroy(ioctx);
1315         }
1316
1317 out:
1318         return ret;
1319 }
1320
1321 /* sys_io_destroy:
1322  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1323  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1324  *      implemented.  May fail with -EFAULT if the context pointed to
1325  *      is invalid.
1326  */
1327 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1328 {
1329         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1330         if (likely(NULL != ioctx)) {
1331                 io_destroy(ioctx);
1332                 return 0;
1333         }
1334         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1335         return -EINVAL;
1336 }
1337
1338 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1339 {
1340         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1341
1342         BUG_ON(ret <= 0);
1343
1344         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1345                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1346                 iov->iov_base += this;
1347                 iov->iov_len -= this;
1348                 iocb->ki_left -= this;
1349                 ret -= this;
1350                 if (iov->iov_len == 0) {
1351                         iocb->ki_cur_seg++;
1352                         iov++;
1353                 }
1354         }
1355
1356         /* the caller should not have done more io than what fit in
1357          * the remaining iovecs */
1358         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1359 }
1360
1361 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1362 {
1363         struct file *file = iocb->ki_filp;
1364         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1365         struct inode *inode = mapping->host;
1366         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1367                          unsigned long, loff_t);
1368         ssize_t ret = 0;
1369         unsigned short opcode;
1370
1371         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1372                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1373                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1374                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1375         } else {
1376                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1377                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1378         }
1379
1380         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1381         if (iocb->ki_pos < 0)
1382                 return -EINVAL;
1383
1384         do {
1385                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1386                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1387                             iocb->ki_pos);
1388                 if (ret > 0)
1389                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1390
1391         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1392          * regular file. */
1393         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1394                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1395                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1396
1397         /* This means we must have transferred all that we could */
1398         /* No need to retry anymore */
1399         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1400                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1401
1402         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1403          * the eventual error. */
1404         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1405             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1406             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1407                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1408
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1413 {
1414         struct file *file = iocb->ki_filp;
1415         ssize_t ret = -EINVAL;
1416
1417         if (file->f_op->aio_fsync)
1418                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1419         return ret;
1420 }
1421
1422 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1423 {
1424         struct file *file = iocb->ki_filp;
1425         ssize_t ret = -EINVAL;
1426
1427         if (file->f_op->aio_fsync)
1428                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1429         return ret;
1430 }
1431
1432 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb)
1433 {
1434         ssize_t ret;
1435
1436         ret = rw_copy_check_uvector(type, (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1437                                     kiocb->ki_nbytes, 1,
1438                                     &kiocb->ki_inline_vec, &kiocb->ki_iovec);
1439         if (ret < 0)
1440                 goto out;
1441
1442         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1443         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1444         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1445         kiocb->ki_nbytes = ret;
1446         kiocb->ki_left = ret;
1447
1448         ret = 0;
1449 out:
1450         return ret;
1451 }
1452
1453 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1454 {
1455         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1456         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1457         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1458         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1459         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 /*
1464  * aio_setup_iocb:
1465  *      Performs the initial checks and aio retry method
1466  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1467  */
1468 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb)
1469 {
1470         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1471         ssize_t ret = 0;
1472
1473         switch (kiocb->ki_opcode) {
1474         case IOCB_CMD_PREAD:
1475                 ret = -EBADF;
1476                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1477                         break;
1478                 ret = -EFAULT;
1479                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1480                         kiocb->ki_left)))
1481                         break;
1482                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1483                 if (unlikely(ret))
1484                         break;
1485                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1486                 if (ret)
1487                         break;
1488                 ret = -EINVAL;
1489                 if (file->f_op->aio_read)
1490                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1491                 break;
1492         case IOCB_CMD_PWRITE:
1493                 ret = -EBADF;
1494                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1495                         break;
1496                 ret = -EFAULT;
1497                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1498                         kiocb->ki_left)))
1499                         break;
1500                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1501                 if (unlikely(ret))
1502                         break;
1503                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1504                 if (ret)
1505                         break;
1506                 ret = -EINVAL;
1507                 if (file->f_op->aio_write)
1508                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1509                 break;
1510         case IOCB_CMD_PREADV:
1511                 ret = -EBADF;
1512                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1513                         break;
1514                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1515                 if (unlikely(ret))
1516                         break;
1517                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb);
1518                 if (ret)
1519                         break;
1520                 ret = -EINVAL;
1521                 if (file->f_op->aio_read)
1522                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1523                 break;
1524         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1525                 ret = -EBADF;
1526                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1527                         break;
1528                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1529                 if (unlikely(ret))
1530                         break;
1531                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb);
1532                 if (ret)
1533                         break;
1534                 ret = -EINVAL;
1535                 if (file->f_op->aio_write)
1536                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1537                 break;
1538         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1539                 ret = -EINVAL;
1540                 if (file->f_op->aio_fsync)
1541                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1542                 break;
1543         case IOCB_CMD_FSYNC:
1544                 ret = -EINVAL;
1545                 if (file->f_op->aio_fsync)
1546                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1547                 break;
1548         default:
1549                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1550                 ret = -EINVAL;
1551         }
1552
1553         if (!kiocb->ki_retry)
1554                 return ret;
1555
1556         return 0;
1557 }
1558
1559 /*
1560  * aio_wake_function:
1561  *      wait queue callback function for aio notification,
1562  *      Simply triggers a retry of the operation via kick_iocb.
1563  *
1564  *      This callback is specified in the wait queue entry in
1565  *      a kiocb.
1566  *
1567  * Note:
1568  * This routine is executed with the wait queue lock held.
1569  * Since kick_iocb acquires iocb->ctx->ctx_lock, it nests
1570  * the ioctx lock inside the wait queue lock. This is safe
1571  * because this callback isn't used for wait queues which
1572  * are nested inside ioctx lock (i.e. ctx->wait)
1573  */
1574 static int aio_wake_function(wait_queue_t *wait, unsigned mode,
1575                              int sync, void *key)
1576 {
1577         struct kiocb *iocb = container_of(wait, struct kiocb, ki_wait);
1578
1579         list_del_init(&wait->task_list);
1580         kick_iocb(iocb);
1581         return 1;
1582 }
1583
1584 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1585                          struct iocb *iocb)
1586 {
1587         struct kiocb *req;
1588         struct file *file;
1589         ssize_t ret;
1590
1591         /* enforce forwards compatibility on users */
1592         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1593                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1594                 return -EINVAL;
1595         }
1596
1597         /* prevent overflows */
1598         if (unlikely(
1599             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1600             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1601             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1602            )) {
1603                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1604                 return -EINVAL;
1605         }
1606
1607         file = fget(iocb->aio_fildes);
1608         if (unlikely(!file))
1609                 return -EBADF;
1610
1611         req = aio_get_req(ctx);         /* returns with 2 references to req */
1612         if (unlikely(!req)) {
1613                 fput(file);
1614                 return -EAGAIN;
1615         }
1616         req->ki_filp = file;
1617         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1618                 /*
1619                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1620                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1621                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1622                  * event using the eventfd_signal() function.
1623                  */
1624                 req->ki_eventfd = eventfd_fget((int) iocb->aio_resfd);
1625                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1626                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1627                         req->ki_eventfd = NULL;
1628                         goto out_put_req;
1629                 }
1630         }
1631
1632         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1633         if (unlikely(ret)) {
1634                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1635                 goto out_put_req;
1636         }
1637
1638         req->ki_obj.user = user_iocb;
1639         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1640         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1641
1642         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1643         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1644         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1645         init_waitqueue_func_entry(&req->ki_wait, aio_wake_function);
1646         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_wait.task_list);
1647
1648         ret = aio_setup_iocb(req);
1649
1650         if (ret)
1651                 goto out_put_req;
1652
1653         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1654         aio_run_iocb(req);
1655         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1656                 /* drain the run list */
1657                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1658                         ;
1659         }
1660         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1661         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1662         return 0;
1663
1664 out_put_req:
1665         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1666         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1667         return ret;
1668 }
1669
1670 /* sys_io_submit:
1671  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1672  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1673  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1674  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1675  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1676  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1677  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1678  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1679  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1680  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1681  */
1682 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1683                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1684 {
1685         struct kioctx *ctx;
1686         long ret = 0;
1687         int i;
1688
1689         if (unlikely(nr < 0))
1690                 return -EINVAL;
1691
1692         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1693                 return -EFAULT;
1694
1695         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1696         if (unlikely(!ctx)) {
1697                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1698                 return -EINVAL;
1699         }
1700
1701         /*
1702          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1703          * successfully submitted?
1704          */
1705         for (i=0; i<nr; i++) {
1706                 struct iocb __user *user_iocb;
1707                 struct iocb tmp;
1708
1709                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1710                         ret = -EFAULT;
1711                         break;
1712                 }
1713
1714                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1715                         ret = -EFAULT;
1716                         break;
1717                 }
1718
1719                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp);
1720                 if (ret)
1721                         break;
1722         }
1723
1724         put_ioctx(ctx);
1725         return i ? i : ret;
1726 }
1727
1728 /* lookup_kiocb
1729  *      Finds a given iocb for cancellation.
1730  */
1731 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1732                                   u32 key)
1733 {
1734         struct list_head *pos;
1735
1736         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1737
1738         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1739         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1740                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1741                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1742                         return kiocb;
1743         }
1744         return NULL;
1745 }
1746
1747 /* sys_io_cancel:
1748  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1749  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1750  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1751  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1752  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1753  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1754  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1755  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1756  */
1757 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1758                 struct io_event __user *, result)
1759 {
1760         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1761         struct kioctx *ctx;
1762         struct kiocb *kiocb;
1763         u32 key;
1764         int ret;
1765
1766         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1767         if (unlikely(ret))
1768                 return -EFAULT;
1769
1770         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1771         if (unlikely(!ctx))
1772                 return -EINVAL;
1773
1774         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1775         ret = -EAGAIN;
1776         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1777         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1778                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1779                 kiocb->ki_users ++;
1780                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1781         } else
1782                 cancel = NULL;
1783         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1784
1785         if (NULL != cancel) {
1786                 struct io_event tmp;
1787                 pr_debug("calling cancel\n");
1788                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1789                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1790                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1791                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1792                 if (!ret) {
1793                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1794                          * into the user's buffer.
1795                          */
1796                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1797                                 ret = -EFAULT;
1798                 }
1799         } else
1800                 ret = -EINVAL;
1801
1802         put_ioctx(ctx);
1803
1804         return ret;
1805 }
1806
1807 /* io_getevents:
1808  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1809  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id.  May
1810  *      fail with -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range,
1811  *      if nr is out of range, if when is out of range.  May fail with
1812  *      -EFAULT if any of the memory specified to is invalid.  May return
1813  *      0 or < min_nr if no events are available and the timeout specified
1814  *      by when has elapsed, where when == NULL specifies an infinite
1815  *      timeout.  Note that the timeout pointed to by when is relative and
1816  *      will be updated if not NULL and the operation blocks.  Will fail
1817  *      with -ENOSYS if not implemented.
1818  */
1819 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1820                 long, min_nr,
1821                 long, nr,
1822                 struct io_event __user *, events,
1823                 struct timespec __user *, timeout)
1824 {
1825         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1826         long ret = -EINVAL;
1827
1828         if (likely(ioctx)) {
1829                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0 && nr >= 0))
1830                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1831                 put_ioctx(ioctx);
1832         }
1833
1834         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1835         return ret;
1836 }
1837
1838 __initcall(aio_setup);
1839
1840 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1841 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
1842 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);