4394d3fe116a9ad2cda11d4b490e6e9ce3a2a728
[muen/linux.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  *      Copyright 2018 Christoph Hellwig.
9  *
10  *      See ../COPYING for licensing terms.
11  */
12 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
13
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/errno.h>
17 #include <linux/time.h>
18 #include <linux/aio_abi.h>
19 #include <linux/export.h>
20 #include <linux/syscalls.h>
21 #include <linux/backing-dev.h>
22 #include <linux/refcount.h>
23 #include <linux/uio.h>
24
25 #include <linux/sched/signal.h>
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/mman.h>
30 #include <linux/mmu_context.h>
31 #include <linux/percpu.h>
32 #include <linux/slab.h>
33 #include <linux/timer.h>
34 #include <linux/aio.h>
35 #include <linux/highmem.h>
36 #include <linux/workqueue.h>
37 #include <linux/security.h>
38 #include <linux/eventfd.h>
39 #include <linux/blkdev.h>
40 #include <linux/compat.h>
41 #include <linux/migrate.h>
42 #include <linux/ramfs.h>
43 #include <linux/percpu-refcount.h>
44 #include <linux/mount.h>
45
46 #include <asm/kmap_types.h>
47 #include <linux/uaccess.h>
48 #include <linux/nospec.h>
49
50 #include "internal.h"
51
52 #define KIOCB_KEY               0
53
54 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
55 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
56 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
57 struct aio_ring {
58         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
59         unsigned        nr;     /* number of io_events */
60         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
61                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
62         unsigned        tail;
63
64         unsigned        magic;
65         unsigned        compat_features;
66         unsigned        incompat_features;
67         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
68
69
70         struct io_event         io_events[0];
71 }; /* 128 bytes + ring size */
72
73 /*
74  * Plugging is meant to work with larger batches of IOs. If we don't
75  * have more than the below, then don't bother setting up a plug.
76  */
77 #define AIO_PLUG_THRESHOLD      2
78
79 #define AIO_RING_PAGES  8
80
81 struct kioctx_table {
82         struct rcu_head         rcu;
83         unsigned                nr;
84         struct kioctx __rcu     *table[];
85 };
86
87 struct kioctx_cpu {
88         unsigned                reqs_available;
89 };
90
91 struct ctx_rq_wait {
92         struct completion comp;
93         atomic_t count;
94 };
95
96 struct kioctx {
97         struct percpu_ref       users;
98         atomic_t                dead;
99
100         struct percpu_ref       reqs;
101
102         unsigned long           user_id;
103
104         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
105
106         /*
107          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
108          * counter at a time:
109          */
110         unsigned                req_batch;
111         /*
112          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
113          * anything but counting against the global max_reqs quota.
114          *
115          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
116          * aio_setup_ring())
117          */
118         unsigned                max_reqs;
119
120         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
121         unsigned                nr_events;
122
123         unsigned long           mmap_base;
124         unsigned long           mmap_size;
125
126         struct page             **ring_pages;
127         long                    nr_pages;
128
129         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
130
131         /*
132          * signals when all in-flight requests are done
133          */
134         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
135
136         struct {
137                 /*
138                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
139                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
140                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
141                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
142                  *
143                  * We batch accesses to it with a percpu version.
144                  */
145                 atomic_t        reqs_available;
146         } ____cacheline_aligned_in_smp;
147
148         struct {
149                 spinlock_t      ctx_lock;
150                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
151         } ____cacheline_aligned_in_smp;
152
153         struct {
154                 struct mutex    ring_lock;
155                 wait_queue_head_t wait;
156         } ____cacheline_aligned_in_smp;
157
158         struct {
159                 unsigned        tail;
160                 unsigned        completed_events;
161                 spinlock_t      completion_lock;
162         } ____cacheline_aligned_in_smp;
163
164         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
165         struct file             *aio_ring_file;
166
167         unsigned                id;
168 };
169
170 struct fsync_iocb {
171         struct work_struct      work;
172         struct file             *file;
173         bool                    datasync;
174 };
175
176 struct poll_iocb {
177         struct file             *file;
178         struct wait_queue_head  *head;
179         __poll_t                events;
180         bool                    woken;
181         bool                    cancelled;
182         struct wait_queue_entry wait;
183         struct work_struct      work;
184 };
185
186 struct aio_kiocb {
187         union {
188                 struct kiocb            rw;
189                 struct fsync_iocb       fsync;
190                 struct poll_iocb        poll;
191         };
192
193         struct kioctx           *ki_ctx;
194         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
195
196         struct iocb __user      *ki_user_iocb;  /* user's aiocb */
197         __u64                   ki_user_data;   /* user's data for completion */
198
199         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
200                                                  * for cancellation */
201         refcount_t              ki_refcnt;
202
203         /*
204          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
205          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
206          */
207         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
208 };
209
210 /*------ sysctl variables----*/
211 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
212 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
213 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
214 /*----end sysctl variables---*/
215
216 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
217 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
218
219 static struct vfsmount *aio_mnt;
220
221 static const struct file_operations aio_ring_fops;
222 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
223
224 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
225 {
226         struct file *file;
227         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
228         if (IS_ERR(inode))
229                 return ERR_CAST(inode);
230
231         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
232         inode->i_mapping->private_data = ctx;
233         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
234
235         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
236                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
237         if (IS_ERR(file))
238                 iput(inode);
239         return file;
240 }
241
242 static struct dentry *aio_mount(struct file_system_type *fs_type,
243                                 int flags, const char *dev_name, void *data)
244 {
245         struct dentry *root = mount_pseudo(fs_type, "aio:", NULL, NULL,
246                                            AIO_RING_MAGIC);
247
248         if (!IS_ERR(root))
249                 root->d_sb->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
250         return root;
251 }
252
253 /* aio_setup
254  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
255  *      failure as this is done early during the boot sequence.
256  */
257 static int __init aio_setup(void)
258 {
259         static struct file_system_type aio_fs = {
260                 .name           = "aio",
261                 .mount          = aio_mount,
262                 .kill_sb        = kill_anon_super,
263         };
264         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
265         if (IS_ERR(aio_mnt))
266                 panic("Failed to create aio fs mount.");
267
268         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
269         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
270         return 0;
271 }
272 __initcall(aio_setup);
273
274 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
275 {
276         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
277         struct address_space *i_mapping;
278
279         if (aio_ring_file) {
280                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
281
282                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
283                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
284                 spin_lock(&i_mapping->private_lock);
285                 i_mapping->private_data = NULL;
286                 ctx->aio_ring_file = NULL;
287                 spin_unlock(&i_mapping->private_lock);
288
289                 fput(aio_ring_file);
290         }
291 }
292
293 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
294 {
295         int i;
296
297         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
298          * accesses to the kioctx from page migration.
299          */
300         put_aio_ring_file(ctx);
301
302         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
303                 struct page *page;
304                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
305                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
306                 page = ctx->ring_pages[i];
307                 if (!page)
308                         continue;
309                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
310                 put_page(page);
311         }
312
313         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
314                 kfree(ctx->ring_pages);
315                 ctx->ring_pages = NULL;
316         }
317 }
318
319 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
320 {
321         struct file *file = vma->vm_file;
322         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
323         struct kioctx_table *table;
324         int i, res = -EINVAL;
325
326         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
327         rcu_read_lock();
328         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
329         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
330                 struct kioctx *ctx;
331
332                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
333                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
334                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
335                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
336                                 res = 0;
337                         }
338                         break;
339                 }
340         }
341
342         rcu_read_unlock();
343         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
344         return res;
345 }
346
347 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
348         .mremap         = aio_ring_mremap,
349 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
350         .fault          = filemap_fault,
351         .map_pages      = filemap_map_pages,
352         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
353 #endif
354 };
355
356 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
357 {
358         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND;
359         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
360         return 0;
361 }
362
363 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
364         .mmap = aio_ring_mmap,
365 };
366
367 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
368 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
369                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
370 {
371         struct kioctx *ctx;
372         unsigned long flags;
373         pgoff_t idx;
374         int rc;
375
376         /*
377          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
378          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
379          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
380          */
381         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
382                 return -EINVAL;
383
384         rc = 0;
385
386         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
387         spin_lock(&mapping->private_lock);
388         ctx = mapping->private_data;
389         if (!ctx) {
390                 rc = -EINVAL;
391                 goto out;
392         }
393
394         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
395          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
396          * a partially initialized kiotx.
397          */
398         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
399                 rc = -EAGAIN;
400                 goto out;
401         }
402
403         idx = old->index;
404         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
405                 /* Make sure the old page hasn't already been changed */
406                 if (ctx->ring_pages[idx] != old)
407                         rc = -EAGAIN;
408         } else
409                 rc = -EINVAL;
410
411         if (rc != 0)
412                 goto out_unlock;
413
414         /* Writeback must be complete */
415         BUG_ON(PageWriteback(old));
416         get_page(new);
417
418         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, mode, 1);
419         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
420                 put_page(new);
421                 goto out_unlock;
422         }
423
424         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
425          * while the old page is copied to the new.  This prevents new
426          * events from being lost.
427          */
428         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
429         migrate_page_copy(new, old);
430         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != old);
431         ctx->ring_pages[idx] = new;
432         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
433
434         /* The old page is no longer accessible. */
435         put_page(old);
436
437 out_unlock:
438         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
439 out:
440         spin_unlock(&mapping->private_lock);
441         return rc;
442 }
443 #endif
444
445 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
446         .set_page_dirty = __set_page_dirty_no_writeback,
447 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
448         .migratepage    = aio_migratepage,
449 #endif
450 };
451
452 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
453 {
454         struct aio_ring *ring;
455         struct mm_struct *mm = current->mm;
456         unsigned long size, unused;
457         int nr_pages;
458         int i;
459         struct file *file;
460
461         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
462         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
463
464         size = sizeof(struct aio_ring);
465         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
466
467         nr_pages = PFN_UP(size);
468         if (nr_pages < 0)
469                 return -EINVAL;
470
471         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
472         if (IS_ERR(file)) {
473                 ctx->aio_ring_file = NULL;
474                 return -ENOMEM;
475         }
476
477         ctx->aio_ring_file = file;
478         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
479                         / sizeof(struct io_event);
480
481         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
482         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
483                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
484                                           GFP_KERNEL);
485                 if (!ctx->ring_pages) {
486                         put_aio_ring_file(ctx);
487                         return -ENOMEM;
488                 }
489         }
490
491         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
492                 struct page *page;
493                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
494                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
495                 if (!page)
496                         break;
497                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
498                          current->pid, i, page_count(page));
499                 SetPageUptodate(page);
500                 unlock_page(page);
501
502                 ctx->ring_pages[i] = page;
503         }
504         ctx->nr_pages = i;
505
506         if (unlikely(i != nr_pages)) {
507                 aio_free_ring(ctx);
508                 return -ENOMEM;
509         }
510
511         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
512         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
513
514         if (down_write_killable(&mm->mmap_sem)) {
515                 ctx->mmap_size = 0;
516                 aio_free_ring(ctx);
517                 return -EINTR;
518         }
519
520         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
521                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
522                                        MAP_SHARED, 0, &unused, NULL);
523         up_write(&mm->mmap_sem);
524         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
525                 ctx->mmap_size = 0;
526                 aio_free_ring(ctx);
527                 return -ENOMEM;
528         }
529
530         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
531
532         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
533         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
534
535         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
536         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
537         ring->id = ~0U;
538         ring->head = ring->tail = 0;
539         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
540         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
541         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
542         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
543         kunmap_atomic(ring);
544         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
545
546         return 0;
547 }
548
549 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
550 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
551 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
552
553 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
554 {
555         struct aio_kiocb *req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
556         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
557         unsigned long flags;
558
559         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
560                 return;
561
562         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
563         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
564         req->ki_cancel = cancel;
565         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
566 }
567 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
568
569 /*
570  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
571  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
572  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
573  */
574 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
575 {
576         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
577                                           free_rwork);
578         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
579
580         aio_free_ring(ctx);
581         free_percpu(ctx->cpu);
582         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
583         percpu_ref_exit(&ctx->users);
584         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
585 }
586
587 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
588 {
589         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
590
591         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
592         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
593                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
594
595         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
596         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
597         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
598 }
599
600 /*
601  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
602  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
603  * now it's safe to cancel any that need to be.
604  */
605 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
606 {
607         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
608         struct aio_kiocb *req;
609
610         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
611
612         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
613                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
614                                        struct aio_kiocb, ki_list);
615                 req->ki_cancel(&req->rw);
616                 list_del_init(&req->ki_list);
617         }
618
619         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
620
621         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
622         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
623 }
624
625 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
626 {
627         unsigned i, new_nr;
628         struct kioctx_table *table, *old;
629         struct aio_ring *ring;
630
631         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
632         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
633
634         while (1) {
635                 if (table)
636                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
637                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
638                                         ctx->id = i;
639                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
640                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
641
642                                         /* While kioctx setup is in progress,
643                                          * we are protected from page migration
644                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
645                                          */
646                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
647                                         ring->id = ctx->id;
648                                         kunmap_atomic(ring);
649                                         return 0;
650                                 }
651
652                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
653                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
654
655                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
656                                 new_nr, GFP_KERNEL);
657                 if (!table)
658                         return -ENOMEM;
659
660                 table->nr = new_nr;
661
662                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
663                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
664
665                 if (!old) {
666                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
667                 } else if (table->nr > old->nr) {
668                         memcpy(table->table, old->table,
669                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
670
671                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
672                         kfree_rcu(old, rcu);
673                 } else {
674                         kfree(table);
675                         table = old;
676                 }
677         }
678 }
679
680 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
681 {
682         spin_lock(&aio_nr_lock);
683         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
684                 aio_nr = 0;
685         else
686                 aio_nr -= nr;
687         spin_unlock(&aio_nr_lock);
688 }
689
690 /* ioctx_alloc
691  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
692  */
693 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
694 {
695         struct mm_struct *mm = current->mm;
696         struct kioctx *ctx;
697         int err = -ENOMEM;
698
699         /*
700          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
701          * for counting against the global limit -- before it changes.
702          */
703         unsigned int max_reqs = nr_events;
704
705         /*
706          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
707          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
708          *
709          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
710          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
711          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
712          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
713          */
714         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
715         nr_events *= 2;
716
717         /* Prevent overflows */
718         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
719                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
720                 return ERR_PTR(-EINVAL);
721         }
722
723         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
724                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
725
726         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
727         if (!ctx)
728                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
729
730         ctx->max_reqs = max_reqs;
731
732         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
733         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
734         mutex_init(&ctx->ring_lock);
735         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
736          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
737         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
738         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
739
740         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
741
742         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
743                 goto err;
744
745         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
746                 goto err;
747
748         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
749         if (!ctx->cpu)
750                 goto err;
751
752         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
753         if (err < 0)
754                 goto err;
755
756         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
757         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
758         if (ctx->req_batch < 1)
759                 ctx->req_batch = 1;
760
761         /* limit the number of system wide aios */
762         spin_lock(&aio_nr_lock);
763         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
764             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
765                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
766                 err = -EAGAIN;
767                 goto err_ctx;
768         }
769         aio_nr += ctx->max_reqs;
770         spin_unlock(&aio_nr_lock);
771
772         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
773         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
774
775         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
776         if (err)
777                 goto err_cleanup;
778
779         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
780         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
781
782         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
783                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
784         return ctx;
785
786 err_cleanup:
787         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
788 err_ctx:
789         atomic_set(&ctx->dead, 1);
790         if (ctx->mmap_size)
791                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
792         aio_free_ring(ctx);
793 err:
794         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
795         free_percpu(ctx->cpu);
796         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
797         percpu_ref_exit(&ctx->users);
798         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
799         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
800         return ERR_PTR(err);
801 }
802
803 /* kill_ioctx
804  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
805  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
806  *      the rapid destruction of the kioctx.
807  */
808 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
809                       struct ctx_rq_wait *wait)
810 {
811         struct kioctx_table *table;
812
813         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
814         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
815                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
816                 return -EINVAL;
817         }
818
819         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
820         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
821         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
822         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
823
824         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
825         wake_up_all(&ctx->wait);
826
827         /*
828          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
829          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
830          * has already returned, so io_setup() could potentially return
831          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
832          *  could tell).
833          */
834         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
835
836         if (ctx->mmap_size)
837                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
838
839         ctx->rq_wait = wait;
840         percpu_ref_kill(&ctx->users);
841         return 0;
842 }
843
844 /*
845  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
846  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
847  * called on the context.
848  *
849  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
850  * them.
851  */
852 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
853 {
854         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
855         struct ctx_rq_wait wait;
856         int i, skipped;
857
858         if (!table)
859                 return;
860
861         atomic_set(&wait.count, table->nr);
862         init_completion(&wait.comp);
863
864         skipped = 0;
865         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
866                 struct kioctx *ctx =
867                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
868
869                 if (!ctx) {
870                         skipped++;
871                         continue;
872                 }
873
874                 /*
875                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
876                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
877                  * this is not necessarily our ->mm.
878                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
879                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
880                  */
881                 ctx->mmap_size = 0;
882                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
883         }
884
885         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
886                 /* Wait until all IO for the context are done. */
887                 wait_for_completion(&wait.comp);
888         }
889
890         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
891         kfree(table);
892 }
893
894 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
895 {
896         struct kioctx_cpu *kcpu;
897         unsigned long flags;
898
899         local_irq_save(flags);
900         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
901         kcpu->reqs_available += nr;
902
903         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
904                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
905                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
906         }
907
908         local_irq_restore(flags);
909 }
910
911 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
912 {
913         struct kioctx_cpu *kcpu;
914         bool ret = false;
915         unsigned long flags;
916
917         local_irq_save(flags);
918         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
919         if (!kcpu->reqs_available) {
920                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
921
922                 do {
923                         if (avail < ctx->req_batch)
924                                 goto out;
925
926                         old = avail;
927                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
928                                                avail, avail - ctx->req_batch);
929                 } while (avail != old);
930
931                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
932         }
933
934         ret = true;
935         kcpu->reqs_available--;
936 out:
937         local_irq_restore(flags);
938         return ret;
939 }
940
941 /* refill_reqs_available
942  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
943  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
944  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
945  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
946  *      called holding ctx->completion_lock.
947  */
948 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
949                                   unsigned tail)
950 {
951         unsigned events_in_ring, completed;
952
953         /* Clamp head since userland can write to it. */
954         head %= ctx->nr_events;
955         if (head <= tail)
956                 events_in_ring = tail - head;
957         else
958                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
959
960         completed = ctx->completed_events;
961         if (events_in_ring < completed)
962                 completed -= events_in_ring;
963         else
964                 completed = 0;
965
966         if (!completed)
967                 return;
968
969         ctx->completed_events -= completed;
970         put_reqs_available(ctx, completed);
971 }
972
973 /* user_refill_reqs_available
974  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
975  *      out of space in the completion ring.
976  */
977 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
978 {
979         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
980         if (ctx->completed_events) {
981                 struct aio_ring *ring;
982                 unsigned head;
983
984                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
985                  * here, but that's okay since whether we read the old version
986                  * or the new version, and either will be valid.  The important
987                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
988                  * aio_complete() from updating tail by holding
989                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
990                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
991                  * safe/right thing.
992                  */
993                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
994                 head = ring->head;
995                 kunmap_atomic(ring);
996
997                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
998         }
999
1000         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1001 }
1002
1003 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1004 {
1005         if (__get_reqs_available(ctx))
1006                 return true;
1007         user_refill_reqs_available(ctx);
1008         return __get_reqs_available(ctx);
1009 }
1010
1011 /* aio_get_req
1012  *      Allocate a slot for an aio request.
1013  * Returns NULL if no requests are free.
1014  */
1015 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1016 {
1017         struct aio_kiocb *req;
1018
1019         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1020         if (unlikely(!req))
1021                 return NULL;
1022
1023         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1024         req->ki_ctx = ctx;
1025         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1026         refcount_set(&req->ki_refcnt, 0);
1027         req->ki_eventfd = NULL;
1028         return req;
1029 }
1030
1031 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1032 {
1033         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1034         struct mm_struct *mm = current->mm;
1035         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1036         struct kioctx_table *table;
1037         unsigned id;
1038
1039         if (get_user(id, &ring->id))
1040                 return NULL;
1041
1042         rcu_read_lock();
1043         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1044
1045         if (!table || id >= table->nr)
1046                 goto out;
1047
1048         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1049         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1050         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1051                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1052                         ret = ctx;
1053         }
1054 out:
1055         rcu_read_unlock();
1056         return ret;
1057 }
1058
1059 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1060 {
1061         if (refcount_read(&iocb->ki_refcnt) == 0 ||
1062             refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1063                 percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1064                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1065         }
1066 }
1067
1068 static void aio_fill_event(struct io_event *ev, struct aio_kiocb *iocb,
1069                            long res, long res2)
1070 {
1071         ev->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_user_iocb;
1072         ev->data = iocb->ki_user_data;
1073         ev->res = res;
1074         ev->res2 = res2;
1075 }
1076
1077 /* aio_complete
1078  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1079  */
1080 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb, long res, long res2)
1081 {
1082         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1083         struct aio_ring *ring;
1084         struct io_event *ev_page, *event;
1085         unsigned tail, pos, head;
1086         unsigned long   flags;
1087
1088         /*
1089          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1090          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1091          * pointer since we might be called from irq context.
1092          */
1093         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1094
1095         tail = ctx->tail;
1096         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1097
1098         if (++tail >= ctx->nr_events)
1099                 tail = 0;
1100
1101         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1102         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1103
1104         aio_fill_event(event, iocb, res, res2);
1105
1106         kunmap_atomic(ev_page);
1107         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1108
1109         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1110                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_user_iocb, iocb->ki_user_data,
1111                  res, res2);
1112
1113         /* after flagging the request as done, we
1114          * must never even look at it again
1115          */
1116         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1117
1118         ctx->tail = tail;
1119
1120         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1121         head = ring->head;
1122         ring->tail = tail;
1123         kunmap_atomic(ring);
1124         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1125
1126         ctx->completed_events++;
1127         if (ctx->completed_events > 1)
1128                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1129         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1130
1131         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1132
1133         /*
1134          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1135          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1136          * from IRQ context.
1137          */
1138         if (iocb->ki_eventfd) {
1139                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1140                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1141         }
1142
1143         /*
1144          * We have to order our ring_info tail store above and test
1145          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1146          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1147          * ordered with the unlocked test.
1148          */
1149         smp_mb();
1150
1151         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1152                 wake_up(&ctx->wait);
1153         iocb_put(iocb);
1154 }
1155
1156 /* aio_read_events_ring
1157  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1158  *      events fetched
1159  */
1160 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1161                                  struct io_event __user *event, long nr)
1162 {
1163         struct aio_ring *ring;
1164         unsigned head, tail, pos;
1165         long ret = 0;
1166         int copy_ret;
1167
1168         /*
1169          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1170          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1171          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1172          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1173          */
1174         sched_annotate_sleep();
1175         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1176
1177         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1178         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1179         head = ring->head;
1180         tail = ring->tail;
1181         kunmap_atomic(ring);
1182
1183         /*
1184          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1185          * we also see the events that were stored up to the tail.
1186          */
1187         smp_rmb();
1188
1189         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1190
1191         if (head == tail)
1192                 goto out;
1193
1194         head %= ctx->nr_events;
1195         tail %= ctx->nr_events;
1196
1197         while (ret < nr) {
1198                 long avail;
1199                 struct io_event *ev;
1200                 struct page *page;
1201
1202                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1203                 if (head == tail)
1204                         break;
1205
1206                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1207                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1208                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1209
1210                 avail = min(avail, nr - ret);
1211                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1212
1213                 ev = kmap(page);
1214                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1215                                         sizeof(*ev) * avail);
1216                 kunmap(page);
1217
1218                 if (unlikely(copy_ret)) {
1219                         ret = -EFAULT;
1220                         goto out;
1221                 }
1222
1223                 ret += avail;
1224                 head += avail;
1225                 head %= ctx->nr_events;
1226         }
1227
1228         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1229         ring->head = head;
1230         kunmap_atomic(ring);
1231         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1232
1233         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1234 out:
1235         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1236
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1241                             struct io_event __user *event, long *i)
1242 {
1243         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1244
1245         if (ret > 0)
1246                 *i += ret;
1247
1248         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1249                 ret = -EINVAL;
1250
1251         if (!*i)
1252                 *i = ret;
1253
1254         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1255 }
1256
1257 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1258                         struct io_event __user *event,
1259                         ktime_t until)
1260 {
1261         long ret = 0;
1262
1263         /*
1264          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1265          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1266          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1267          *
1268          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1269          * the task state back to TASK_RUNNING.
1270          *
1271          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1272          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1273          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1274          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1275          * something to be aware of when touching this code.
1276          */
1277         if (until == 0)
1278                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1279         else
1280                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1281                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1282                                 until);
1283         return ret;
1284 }
1285
1286 /* sys_io_setup:
1287  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1288  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1289  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1290  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1291  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1292  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1293  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1294  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1295  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1296  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1297  *      implemented.
1298  */
1299 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1300 {
1301         struct kioctx *ioctx = NULL;
1302         unsigned long ctx;
1303         long ret;
1304
1305         ret = get_user(ctx, ctxp);
1306         if (unlikely(ret))
1307                 goto out;
1308
1309         ret = -EINVAL;
1310         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1311                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1312                          ctx, nr_events);
1313                 goto out;
1314         }
1315
1316         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1317         ret = PTR_ERR(ioctx);
1318         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1319                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1320                 if (ret)
1321                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1322                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1323         }
1324
1325 out:
1326         return ret;
1327 }
1328
1329 #ifdef CONFIG_COMPAT
1330 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1331 {
1332         struct kioctx *ioctx = NULL;
1333         unsigned long ctx;
1334         long ret;
1335
1336         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1337         if (unlikely(ret))
1338                 goto out;
1339
1340         ret = -EINVAL;
1341         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1342                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1343                          ctx, nr_events);
1344                 goto out;
1345         }
1346
1347         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1348         ret = PTR_ERR(ioctx);
1349         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1350                 /* truncating is ok because it's a user address */
1351                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1352                 if (ret)
1353                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1354                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1355         }
1356
1357 out:
1358         return ret;
1359 }
1360 #endif
1361
1362 /* sys_io_destroy:
1363  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1364  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1365  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1366  *      is invalid.
1367  */
1368 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1369 {
1370         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1371         if (likely(NULL != ioctx)) {
1372                 struct ctx_rq_wait wait;
1373                 int ret;
1374
1375                 init_completion(&wait.comp);
1376                 atomic_set(&wait.count, 1);
1377
1378                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1379                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1380                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1381                  */
1382                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1383                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1384
1385                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1386                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1387                  * is destroyed.
1388                  */
1389                 if (!ret)
1390                         wait_for_completion(&wait.comp);
1391
1392                 return ret;
1393         }
1394         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1395         return -EINVAL;
1396 }
1397
1398 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1399 {
1400         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1401         unsigned long flags;
1402
1403         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1404         list_del(&iocb->ki_list);
1405         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1406 }
1407
1408 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1409 {
1410         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1411
1412         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1413                 aio_remove_iocb(iocb);
1414
1415         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1416                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1417
1418                 /*
1419                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1420                  * thread.
1421                  */
1422                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1423                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1424                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
1425         }
1426
1427         fput(kiocb->ki_filp);
1428         aio_complete(iocb, res, res2);
1429 }
1430
1431 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1432 {
1433         int ret;
1434
1435         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1436         if (unlikely(!req->ki_filp))
1437                 return -EBADF;
1438         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1439         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1440         req->ki_flags = iocb_flags(req->ki_filp);
1441         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1442                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1443         req->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(req->ki_filp));
1444         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1445                 /*
1446                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1447                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1448                  * class and priority.
1449                  */
1450                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1451                 if (ret) {
1452                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1453                         goto out_fput;
1454                 }
1455
1456                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1457         } else
1458                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1459
1460         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1461         if (unlikely(ret))
1462                 goto out_fput;
1463
1464         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1465         return 0;
1466
1467 out_fput:
1468         fput(req->ki_filp);
1469         return ret;
1470 }
1471
1472 static int aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb, struct iovec **iovec,
1473                 bool vectored, bool compat, struct iov_iter *iter)
1474 {
1475         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1476         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1477
1478         if (!vectored) {
1479                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1480                 *iovec = NULL;
1481                 return ret;
1482         }
1483 #ifdef CONFIG_COMPAT
1484         if (compat)
1485                 return compat_import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec,
1486                                 iter);
1487 #endif
1488         return import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1489 }
1490
1491 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1492 {
1493         switch (ret) {
1494         case -EIOCBQUEUED:
1495                 break;
1496         case -ERESTARTSYS:
1497         case -ERESTARTNOINTR:
1498         case -ERESTARTNOHAND:
1499         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1500                 /*
1501                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1502                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1503                  */
1504                 ret = -EINTR;
1505                 /*FALLTHRU*/
1506         default:
1507                 req->ki_complete(req, ret, 0);
1508         }
1509 }
1510
1511 static ssize_t aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1512                         bool vectored, bool compat)
1513 {
1514         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1515         struct iov_iter iter;
1516         struct file *file;
1517         ssize_t ret;
1518
1519         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1520         if (ret)
1521                 return ret;
1522         file = req->ki_filp;
1523
1524         ret = -EBADF;
1525         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1526                 goto out_fput;
1527         ret = -EINVAL;
1528         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1529                 goto out_fput;
1530
1531         ret = aio_setup_rw(READ, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1532         if (ret)
1533                 goto out_fput;
1534         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1535         if (!ret)
1536                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1537         kfree(iovec);
1538 out_fput:
1539         if (unlikely(ret))
1540                 fput(file);
1541         return ret;
1542 }
1543
1544 static ssize_t aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1545                          bool vectored, bool compat)
1546 {
1547         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1548         struct iov_iter iter;
1549         struct file *file;
1550         ssize_t ret;
1551
1552         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1553         if (ret)
1554                 return ret;
1555         file = req->ki_filp;
1556
1557         ret = -EBADF;
1558         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1559                 goto out_fput;
1560         ret = -EINVAL;
1561         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1562                 goto out_fput;
1563
1564         ret = aio_setup_rw(WRITE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1565         if (ret)
1566                 goto out_fput;
1567         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1568         if (!ret) {
1569                 /*
1570                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1571                  * which will be released by another thread in
1572                  * aio_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1573                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1574                  * we return to userspace.
1575                  */
1576                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1577                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE, true);
1578                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1579                 }
1580                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1581                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1582         }
1583         kfree(iovec);
1584 out_fput:
1585         if (unlikely(ret))
1586                 fput(file);
1587         return ret;
1588 }
1589
1590 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1591 {
1592         struct fsync_iocb *req = container_of(work, struct fsync_iocb, work);
1593         int ret;
1594
1595         ret = vfs_fsync(req->file, req->datasync);
1596         fput(req->file);
1597         aio_complete(container_of(req, struct aio_kiocb, fsync), ret, 0);
1598 }
1599
1600 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1601                      bool datasync)
1602 {
1603         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1604                         iocb->aio_rw_flags))
1605                 return -EINVAL;
1606
1607         req->file = fget(iocb->aio_fildes);
1608         if (unlikely(!req->file))
1609                 return -EBADF;
1610         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync)) {
1611                 fput(req->file);
1612                 return -EINVAL;
1613         }
1614
1615         req->datasync = datasync;
1616         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1617         schedule_work(&req->work);
1618         return 0;
1619 }
1620
1621 static inline void aio_poll_complete(struct aio_kiocb *iocb, __poll_t mask)
1622 {
1623         struct file *file = iocb->poll.file;
1624
1625         aio_complete(iocb, mangle_poll(mask), 0);
1626         fput(file);
1627 }
1628
1629 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1630 {
1631         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1632         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1633         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1634         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1635         __poll_t mask = 0;
1636
1637         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1638                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1639
1640         /*
1641          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1642          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1643          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1644          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1645          * avoid further branches in the fast path.
1646          */
1647         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1648         if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1649                 add_wait_queue(req->head, &req->wait);
1650                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1651                 return;
1652         }
1653         list_del_init(&iocb->ki_list);
1654         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1655
1656         aio_poll_complete(iocb, mask);
1657 }
1658
1659 /* assumes we are called with irqs disabled */
1660 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1661 {
1662         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1663         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1664
1665         spin_lock(&req->head->lock);
1666         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1667         if (!list_empty(&req->wait.entry)) {
1668                 list_del_init(&req->wait.entry);
1669                 schedule_work(&aiocb->poll.work);
1670         }
1671         spin_unlock(&req->head->lock);
1672
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1677                 void *key)
1678 {
1679         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1680         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1681         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1682
1683         req->woken = true;
1684
1685         /* for instances that support it check for an event match first: */
1686         if (mask) {
1687                 if (!(mask & req->events))
1688                         return 0;
1689
1690                 /* try to complete the iocb inline if we can: */
1691                 if (spin_trylock(&iocb->ki_ctx->ctx_lock)) {
1692                         list_del(&iocb->ki_list);
1693                         spin_unlock(&iocb->ki_ctx->ctx_lock);
1694
1695                         list_del_init(&req->wait.entry);
1696                         aio_poll_complete(iocb, mask);
1697                         return 1;
1698                 }
1699         }
1700
1701         list_del_init(&req->wait.entry);
1702         schedule_work(&req->work);
1703         return 1;
1704 }
1705
1706 struct aio_poll_table {
1707         struct poll_table_struct        pt;
1708         struct aio_kiocb                *iocb;
1709         int                             error;
1710 };
1711
1712 static void
1713 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1714                 struct poll_table_struct *p)
1715 {
1716         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1717
1718         /* multiple wait queues per file are not supported */
1719         if (unlikely(pt->iocb->poll.head)) {
1720                 pt->error = -EINVAL;
1721                 return;
1722         }
1723
1724         pt->error = 0;
1725         pt->iocb->poll.head = head;
1726         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1727 }
1728
1729 static ssize_t aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1730 {
1731         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1732         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1733         struct aio_poll_table apt;
1734         __poll_t mask;
1735
1736         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1737         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1738                 return -EINVAL;
1739         /* reject fields that are not defined for poll */
1740         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1741                 return -EINVAL;
1742
1743         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1744         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1745         req->file = fget(iocb->aio_fildes);
1746         if (unlikely(!req->file))
1747                 return -EBADF;
1748
1749         req->head = NULL;
1750         req->woken = false;
1751         req->cancelled = false;
1752
1753         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1754         apt.pt._key = req->events;
1755         apt.iocb = aiocb;
1756         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1757
1758         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1759         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1760         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1761
1762         /* one for removal from waitqueue, one for this function */
1763         refcount_set(&aiocb->ki_refcnt, 2);
1764
1765         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1766         if (unlikely(!req->head)) {
1767                 /* we did not manage to set up a waitqueue, done */
1768                 goto out;
1769         }
1770
1771         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1772         spin_lock(&req->head->lock);
1773         if (req->woken) {
1774                 /* wake_up context handles the rest */
1775                 mask = 0;
1776                 apt.error = 0;
1777         } else if (mask || apt.error) {
1778                 /* if we get an error or a mask we are done */
1779                 WARN_ON_ONCE(list_empty(&req->wait.entry));
1780                 list_del_init(&req->wait.entry);
1781         } else {
1782                 /* actually waiting for an event */
1783                 list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1784                 aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1785         }
1786         spin_unlock(&req->head->lock);
1787         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1788
1789 out:
1790         if (unlikely(apt.error)) {
1791                 fput(req->file);
1792                 return apt.error;
1793         }
1794
1795         if (mask)
1796                 aio_poll_complete(aiocb, mask);
1797         iocb_put(aiocb);
1798         return 0;
1799 }
1800
1801 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1802                            struct iocb __user *user_iocb, bool compat)
1803 {
1804         struct aio_kiocb *req;
1805         ssize_t ret;
1806
1807         /* enforce forwards compatibility on users */
1808         if (unlikely(iocb->aio_reserved2)) {
1809                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1810                 return -EINVAL;
1811         }
1812
1813         /* prevent overflows */
1814         if (unlikely(
1815             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1816             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1817             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1818            )) {
1819                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
1820                 return -EINVAL;
1821         }
1822
1823         if (!get_reqs_available(ctx))
1824                 return -EAGAIN;
1825
1826         ret = -EAGAIN;
1827         req = aio_get_req(ctx);
1828         if (unlikely(!req))
1829                 goto out_put_reqs_available;
1830
1831         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1832                 /*
1833                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1834                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1835                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1836                  * event using the eventfd_signal() function.
1837                  */
1838                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1839                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1840                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1841                         req->ki_eventfd = NULL;
1842                         goto out_put_req;
1843                 }
1844         }
1845
1846         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1847         if (unlikely(ret)) {
1848                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1849                 goto out_put_req;
1850         }
1851
1852         req->ki_user_iocb = user_iocb;
1853         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1854
1855         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1856         case IOCB_CMD_PREAD:
1857                 ret = aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
1858                 break;
1859         case IOCB_CMD_PWRITE:
1860                 ret = aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
1861                 break;
1862         case IOCB_CMD_PREADV:
1863                 ret = aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
1864                 break;
1865         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1866                 ret = aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
1867                 break;
1868         case IOCB_CMD_FSYNC:
1869                 ret = aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
1870                 break;
1871         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1872                 ret = aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
1873                 break;
1874         case IOCB_CMD_POLL:
1875                 ret = aio_poll(req, iocb);
1876                 break;
1877         default:
1878                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
1879                 ret = -EINVAL;
1880                 break;
1881         }
1882
1883         /*
1884          * If ret is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
1885          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
1886          * means that we need to destroy req ourselves.
1887          */
1888         if (ret)
1889                 goto out_put_req;
1890         return 0;
1891 out_put_req:
1892         if (req->ki_eventfd)
1893                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
1894         iocb_put(req);
1895 out_put_reqs_available:
1896         put_reqs_available(ctx, 1);
1897         return ret;
1898 }
1899
1900 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1901                          bool compat)
1902 {
1903         struct iocb iocb;
1904
1905         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
1906                 return -EFAULT;
1907
1908         return __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, compat);
1909 }
1910
1911 /* sys_io_submit:
1912  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1913  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1914  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1915  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1916  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1917  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1918  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1919  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1920  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1921  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1922  */
1923 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1924                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1925 {
1926         struct kioctx *ctx;
1927         long ret = 0;
1928         int i = 0;
1929         struct blk_plug plug;
1930
1931         if (unlikely(nr < 0))
1932                 return -EINVAL;
1933
1934         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1935         if (unlikely(!ctx)) {
1936                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1937                 return -EINVAL;
1938         }
1939
1940         if (nr > ctx->nr_events)
1941                 nr = ctx->nr_events;
1942
1943         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
1944                 blk_start_plug(&plug);
1945         for (i = 0; i < nr; i++) {
1946                 struct iocb __user *user_iocb;
1947
1948                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1949                         ret = -EFAULT;
1950                         break;
1951                 }
1952
1953                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
1954                 if (ret)
1955                         break;
1956         }
1957         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
1958                 blk_finish_plug(&plug);
1959
1960         percpu_ref_put(&ctx->users);
1961         return i ? i : ret;
1962 }
1963
1964 #ifdef CONFIG_COMPAT
1965 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
1966                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
1967 {
1968         struct kioctx *ctx;
1969         long ret = 0;
1970         int i = 0;
1971         struct blk_plug plug;
1972
1973         if (unlikely(nr < 0))
1974                 return -EINVAL;
1975
1976         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1977         if (unlikely(!ctx)) {
1978                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1979                 return -EINVAL;
1980         }
1981
1982         if (nr > ctx->nr_events)
1983                 nr = ctx->nr_events;
1984
1985         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
1986                 blk_start_plug(&plug);
1987         for (i = 0; i < nr; i++) {
1988                 compat_uptr_t user_iocb;
1989
1990                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1991                         ret = -EFAULT;
1992                         break;
1993                 }
1994
1995                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
1996                 if (ret)
1997                         break;
1998         }
1999         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2000                 blk_finish_plug(&plug);
2001
2002         percpu_ref_put(&ctx->users);
2003         return i ? i : ret;
2004 }
2005 #endif
2006
2007 /* lookup_kiocb
2008  *      Finds a given iocb for cancellation.
2009  */
2010 static struct aio_kiocb *
2011 lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb)
2012 {
2013         struct aio_kiocb *kiocb;
2014
2015         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
2016
2017         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2018         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2019                 if (kiocb->ki_user_iocb == iocb)
2020                         return kiocb;
2021         }
2022         return NULL;
2023 }
2024
2025 /* sys_io_cancel:
2026  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2027  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2028  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2029  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2030  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2031  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2032  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2033  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2034  */
2035 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2036                 struct io_event __user *, result)
2037 {
2038         struct kioctx *ctx;
2039         struct aio_kiocb *kiocb;
2040         int ret = -EINVAL;
2041         u32 key;
2042
2043         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2044                 return -EFAULT;
2045         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2046                 return -EINVAL;
2047
2048         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2049         if (unlikely(!ctx))
2050                 return -EINVAL;
2051
2052         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2053         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb);
2054         if (kiocb) {
2055                 ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2056                 list_del_init(&kiocb->ki_list);
2057         }
2058         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2059
2060         if (!ret) {
2061                 /*
2062                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2063                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2064                  * cancellation is progress:
2065                  */
2066                 ret = -EINPROGRESS;
2067         }
2068
2069         percpu_ref_put(&ctx->users);
2070
2071         return ret;
2072 }
2073
2074 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2075                 long min_nr,
2076                 long nr,
2077                 struct io_event __user *events,
2078                 struct timespec64 *ts)
2079 {
2080         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2081         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2082         long ret = -EINVAL;
2083
2084         if (likely(ioctx)) {
2085                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2086                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2087                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2088         }
2089
2090         return ret;
2091 }
2092
2093 /* io_getevents:
2094  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2095  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2096  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2097  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2098  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2099  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2100  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2101  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2102  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2103  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2104  */
2105 #if !defined(CONFIG_64BIT_TIME) || defined(CONFIG_64BIT)
2106
2107 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2108                 long, min_nr,
2109                 long, nr,
2110                 struct io_event __user *, events,
2111                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2112 {
2113         struct timespec64       ts;
2114         int                     ret;
2115
2116         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2117                 return -EFAULT;
2118
2119         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2120         if (!ret && signal_pending(current))
2121                 ret = -EINTR;
2122         return ret;
2123 }
2124
2125 #endif
2126
2127 struct __aio_sigset {
2128         const sigset_t __user   *sigmask;
2129         size_t          sigsetsize;
2130 };
2131
2132 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2133                 aio_context_t, ctx_id,
2134                 long, min_nr,
2135                 long, nr,
2136                 struct io_event __user *, events,
2137                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2138                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2139 {
2140         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2141         sigset_t                ksigmask, sigsaved;
2142         struct timespec64       ts;
2143         int ret;
2144
2145         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2146                 return -EFAULT;
2147
2148         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2149                 return -EFAULT;
2150
2151         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, &ksigmask, &sigsaved, ksig.sigsetsize);
2152         if (ret)
2153                 return ret;
2154
2155         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2156         restore_user_sigmask(ksig.sigmask, &sigsaved);
2157         if (signal_pending(current) && !ret)
2158                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2159
2160         return ret;
2161 }
2162
2163 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2164
2165 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2166                 aio_context_t, ctx_id,
2167                 long, min_nr,
2168                 long, nr,
2169                 struct io_event __user *, events,
2170                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2171                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2172 {
2173         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2174         sigset_t                ksigmask, sigsaved;
2175         struct timespec64       ts;
2176         int ret;
2177
2178         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2179                 return -EFAULT;
2180
2181         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2182                 return -EFAULT;
2183
2184
2185         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, &ksigmask, &sigsaved, ksig.sigsetsize);
2186         if (ret)
2187                 return ret;
2188
2189         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2190         restore_user_sigmask(ksig.sigmask, &sigsaved);
2191         if (signal_pending(current) && !ret)
2192                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2193
2194         return ret;
2195 }
2196
2197 #endif
2198
2199 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2200
2201 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2202                 __s32, min_nr,
2203                 __s32, nr,
2204                 struct io_event __user *, events,
2205                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2206 {
2207         struct timespec64 t;
2208         int ret;
2209
2210         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2211                 return -EFAULT;
2212
2213         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2214         if (!ret && signal_pending(current))
2215                 ret = -EINTR;
2216         return ret;
2217 }
2218
2219 #endif
2220
2221 #ifdef CONFIG_COMPAT
2222
2223 struct __compat_aio_sigset {
2224         compat_sigset_t __user  *sigmask;
2225         compat_size_t           sigsetsize;
2226 };
2227
2228 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2229
2230 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2231                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2232                 compat_long_t, min_nr,
2233                 compat_long_t, nr,
2234                 struct io_event __user *, events,
2235                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2236                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2237 {
2238         struct __compat_aio_sigset ksig = { NULL, };
2239         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2240         struct timespec64 t;
2241         int ret;
2242
2243         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2244                 return -EFAULT;
2245
2246         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2247                 return -EFAULT;
2248
2249         ret = set_compat_user_sigmask(ksig.sigmask, &ksigmask, &sigsaved, ksig.sigsetsize);
2250         if (ret)
2251                 return ret;
2252
2253         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2254         restore_user_sigmask(ksig.sigmask, &sigsaved);
2255         if (signal_pending(current) && !ret)
2256                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2257
2258         return ret;
2259 }
2260
2261 #endif
2262
2263 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2264                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2265                 compat_long_t, min_nr,
2266                 compat_long_t, nr,
2267                 struct io_event __user *, events,
2268                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2269                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2270 {
2271         struct __compat_aio_sigset ksig = { NULL, };
2272         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2273         struct timespec64 t;
2274         int ret;
2275
2276         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2277                 return -EFAULT;
2278
2279         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2280                 return -EFAULT;
2281
2282         ret = set_compat_user_sigmask(ksig.sigmask, &ksigmask, &sigsaved, ksig.sigsetsize);
2283         if (ret)
2284                 return ret;
2285
2286         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2287         restore_user_sigmask(ksig.sigmask, &sigsaved);
2288         if (signal_pending(current) && !ret)
2289                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2290
2291         return ret;
2292 }
2293 #endif