aio: fix io_destroy(2) vs. lookup_ioctx() race
[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  *
9  *      See ../COPYING for licensing terms.
10  */
11 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
12
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/errno.h>
16 #include <linux/time.h>
17 #include <linux/aio_abi.h>
18 #include <linux/export.h>
19 #include <linux/syscalls.h>
20 #include <linux/backing-dev.h>
21 #include <linux/uio.h>
22
23 #include <linux/sched/signal.h>
24 #include <linux/fs.h>
25 #include <linux/file.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/mman.h>
28 #include <linux/mmu_context.h>
29 #include <linux/percpu.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/timer.h>
32 #include <linux/aio.h>
33 #include <linux/highmem.h>
34 #include <linux/workqueue.h>
35 #include <linux/security.h>
36 #include <linux/eventfd.h>
37 #include <linux/blkdev.h>
38 #include <linux/compat.h>
39 #include <linux/migrate.h>
40 #include <linux/ramfs.h>
41 #include <linux/percpu-refcount.h>
42 #include <linux/mount.h>
43
44 #include <asm/kmap_types.h>
45 #include <linux/uaccess.h>
46
47 #include "internal.h"
48
49 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
50 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
51 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
52 struct aio_ring {
53         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
54         unsigned        nr;     /* number of io_events */
55         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
56                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
57         unsigned        tail;
58
59         unsigned        magic;
60         unsigned        compat_features;
61         unsigned        incompat_features;
62         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
63
64
65         struct io_event         io_events[0];
66 }; /* 128 bytes + ring size */
67
68 #define AIO_RING_PAGES  8
69
70 struct kioctx_table {
71         struct rcu_head         rcu;
72         unsigned                nr;
73         struct kioctx __rcu     *table[];
74 };
75
76 struct kioctx_cpu {
77         unsigned                reqs_available;
78 };
79
80 struct ctx_rq_wait {
81         struct completion comp;
82         atomic_t count;
83 };
84
85 struct kioctx {
86         struct percpu_ref       users;
87         atomic_t                dead;
88
89         struct percpu_ref       reqs;
90
91         unsigned long           user_id;
92
93         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
94
95         /*
96          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
97          * counter at a time:
98          */
99         unsigned                req_batch;
100         /*
101          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
102          * anything but counting against the global max_reqs quota.
103          *
104          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
105          * aio_setup_ring())
106          */
107         unsigned                max_reqs;
108
109         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
110         unsigned                nr_events;
111
112         unsigned long           mmap_base;
113         unsigned long           mmap_size;
114
115         struct page             **ring_pages;
116         long                    nr_pages;
117
118         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
119
120         /*
121          * signals when all in-flight requests are done
122          */
123         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
124
125         struct {
126                 /*
127                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
128                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
129                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
130                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
131                  *
132                  * We batch accesses to it with a percpu version.
133                  */
134                 atomic_t        reqs_available;
135         } ____cacheline_aligned_in_smp;
136
137         struct {
138                 spinlock_t      ctx_lock;
139                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
140         } ____cacheline_aligned_in_smp;
141
142         struct {
143                 struct mutex    ring_lock;
144                 wait_queue_head_t wait;
145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
146
147         struct {
148                 unsigned        tail;
149                 unsigned        completed_events;
150                 spinlock_t      completion_lock;
151         } ____cacheline_aligned_in_smp;
152
153         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
154         struct file             *aio_ring_file;
155
156         unsigned                id;
157 };
158
159 /*
160  * We use ki_cancel == KIOCB_CANCELLED to indicate that a kiocb has been either
161  * cancelled or completed (this makes a certain amount of sense because
162  * successful cancellation - io_cancel() - does deliver the completion to
163  * userspace).
164  *
165  * And since most things don't implement kiocb cancellation and we'd really like
166  * kiocb completion to be lockless when possible, we use ki_cancel to
167  * synchronize cancellation and completion - we only set it to KIOCB_CANCELLED
168  * with xchg() or cmpxchg(), see batch_complete_aio() and kiocb_cancel().
169  */
170 #define KIOCB_CANCELLED         ((void *) (~0ULL))
171
172 struct aio_kiocb {
173         struct kiocb            common;
174
175         struct kioctx           *ki_ctx;
176         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
177
178         struct iocb __user      *ki_user_iocb;  /* user's aiocb */
179         __u64                   ki_user_data;   /* user's data for completion */
180
181         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
182                                                  * for cancellation */
183
184         /*
185          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
186          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
187          */
188         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
189 };
190
191 /*------ sysctl variables----*/
192 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
193 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
194 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
195 /*----end sysctl variables---*/
196
197 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
198 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
199
200 static struct vfsmount *aio_mnt;
201
202 static const struct file_operations aio_ring_fops;
203 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
204
205 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
206 {
207         struct qstr this = QSTR_INIT("[aio]", 5);
208         struct file *file;
209         struct path path;
210         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
211         if (IS_ERR(inode))
212                 return ERR_CAST(inode);
213
214         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
215         inode->i_mapping->private_data = ctx;
216         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
217
218         path.dentry = d_alloc_pseudo(aio_mnt->mnt_sb, &this);
219         if (!path.dentry) {
220                 iput(inode);
221                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
222         }
223         path.mnt = mntget(aio_mnt);
224
225         d_instantiate(path.dentry, inode);
226         file = alloc_file(&path, FMODE_READ | FMODE_WRITE, &aio_ring_fops);
227         if (IS_ERR(file)) {
228                 path_put(&path);
229                 return file;
230         }
231
232         file->f_flags = O_RDWR;
233         return file;
234 }
235
236 static struct dentry *aio_mount(struct file_system_type *fs_type,
237                                 int flags, const char *dev_name, void *data)
238 {
239         static const struct dentry_operations ops = {
240                 .d_dname        = simple_dname,
241         };
242         struct dentry *root = mount_pseudo(fs_type, "aio:", NULL, &ops,
243                                            AIO_RING_MAGIC);
244
245         if (!IS_ERR(root))
246                 root->d_sb->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
247         return root;
248 }
249
250 /* aio_setup
251  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
252  *      failure as this is done early during the boot sequence.
253  */
254 static int __init aio_setup(void)
255 {
256         static struct file_system_type aio_fs = {
257                 .name           = "aio",
258                 .mount          = aio_mount,
259                 .kill_sb        = kill_anon_super,
260         };
261         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
262         if (IS_ERR(aio_mnt))
263                 panic("Failed to create aio fs mount.");
264
265         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
266         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
267
268         pr_debug("sizeof(struct page) = %zu\n", sizeof(struct page));
269
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, NULL, 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, common);
556         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
557         unsigned long flags;
558
559         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
560
561         if (!req->ki_list.next)
562                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
563
564         req->ki_cancel = cancel;
565
566         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
567 }
568 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
569
570 static int kiocb_cancel(struct aio_kiocb *kiocb)
571 {
572         kiocb_cancel_fn *old, *cancel;
573
574         /*
575          * Don't want to set kiocb->ki_cancel = KIOCB_CANCELLED unless it
576          * actually has a cancel function, hence the cmpxchg()
577          */
578
579         cancel = READ_ONCE(kiocb->ki_cancel);
580         do {
581                 if (!cancel || cancel == KIOCB_CANCELLED)
582                         return -EINVAL;
583
584                 old = cancel;
585                 cancel = cmpxchg(&kiocb->ki_cancel, old, KIOCB_CANCELLED);
586         } while (cancel != old);
587
588         return cancel(&kiocb->common);
589 }
590
591 /*
592  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
593  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
594  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
595  */
596 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
597 {
598         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
599                                           free_rwork);
600         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
601
602         aio_free_ring(ctx);
603         free_percpu(ctx->cpu);
604         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
605         percpu_ref_exit(&ctx->users);
606         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
607 }
608
609 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
610 {
611         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
612
613         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
614         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
615                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
616
617         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
618         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
619         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
620 }
621
622 /*
623  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
624  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
625  * now it's safe to cancel any that need to be.
626  */
627 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
628 {
629         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
630         struct aio_kiocb *req;
631
632         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
633
634         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
635                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
636                                        struct aio_kiocb, ki_list);
637
638                 list_del_init(&req->ki_list);
639                 kiocb_cancel(req);
640         }
641
642         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
643
644         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
645         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
646 }
647
648 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
649 {
650         unsigned i, new_nr;
651         struct kioctx_table *table, *old;
652         struct aio_ring *ring;
653
654         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
655         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
656
657         while (1) {
658                 if (table)
659                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
660                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
661                                         ctx->id = i;
662                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
663                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
664
665                                         /* While kioctx setup is in progress,
666                                          * we are protected from page migration
667                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
668                                          */
669                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
670                                         ring->id = ctx->id;
671                                         kunmap_atomic(ring);
672                                         return 0;
673                                 }
674
675                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
676                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
677
678                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
679                                 new_nr, GFP_KERNEL);
680                 if (!table)
681                         return -ENOMEM;
682
683                 table->nr = new_nr;
684
685                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
686                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
687
688                 if (!old) {
689                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
690                 } else if (table->nr > old->nr) {
691                         memcpy(table->table, old->table,
692                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
693
694                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
695                         kfree_rcu(old, rcu);
696                 } else {
697                         kfree(table);
698                         table = old;
699                 }
700         }
701 }
702
703 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
704 {
705         spin_lock(&aio_nr_lock);
706         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
707                 aio_nr = 0;
708         else
709                 aio_nr -= nr;
710         spin_unlock(&aio_nr_lock);
711 }
712
713 /* ioctx_alloc
714  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
715  */
716 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
717 {
718         struct mm_struct *mm = current->mm;
719         struct kioctx *ctx;
720         int err = -ENOMEM;
721
722         /*
723          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
724          * for counting against the global limit -- before it changes.
725          */
726         unsigned int max_reqs = nr_events;
727
728         /*
729          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
730          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
731          *
732          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
733          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
734          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
735          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
736          */
737         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
738         nr_events *= 2;
739
740         /* Prevent overflows */
741         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
742                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
743                 return ERR_PTR(-EINVAL);
744         }
745
746         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
747                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
748
749         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
750         if (!ctx)
751                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
752
753         ctx->max_reqs = max_reqs;
754
755         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
756         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
757         mutex_init(&ctx->ring_lock);
758         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
759          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
760         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
761         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
762
763         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
764
765         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
766                 goto err;
767
768         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
769                 goto err;
770
771         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
772         if (!ctx->cpu)
773                 goto err;
774
775         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
776         if (err < 0)
777                 goto err;
778
779         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
780         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
781         if (ctx->req_batch < 1)
782                 ctx->req_batch = 1;
783
784         /* limit the number of system wide aios */
785         spin_lock(&aio_nr_lock);
786         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
787             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
788                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
789                 err = -EAGAIN;
790                 goto err_ctx;
791         }
792         aio_nr += ctx->max_reqs;
793         spin_unlock(&aio_nr_lock);
794
795         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
796         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
797
798         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
799         if (err)
800                 goto err_cleanup;
801
802         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
803         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
804
805         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
806                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
807         return ctx;
808
809 err_cleanup:
810         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
811 err_ctx:
812         atomic_set(&ctx->dead, 1);
813         if (ctx->mmap_size)
814                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
815         aio_free_ring(ctx);
816 err:
817         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
818         free_percpu(ctx->cpu);
819         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
820         percpu_ref_exit(&ctx->users);
821         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
822         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
823         return ERR_PTR(err);
824 }
825
826 /* kill_ioctx
827  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
828  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
829  *      the rapid destruction of the kioctx.
830  */
831 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
832                       struct ctx_rq_wait *wait)
833 {
834         struct kioctx_table *table;
835
836         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
837         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
838                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
839                 return -EINVAL;
840         }
841
842         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
843         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
844         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
845         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
846
847         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
848         wake_up_all(&ctx->wait);
849
850         /*
851          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
852          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
853          * has already returned, so io_setup() could potentially return
854          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
855          *  could tell).
856          */
857         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
858
859         if (ctx->mmap_size)
860                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
861
862         ctx->rq_wait = wait;
863         percpu_ref_kill(&ctx->users);
864         return 0;
865 }
866
867 /*
868  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
869  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
870  * called on the context.
871  *
872  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
873  * them.
874  */
875 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
876 {
877         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
878         struct ctx_rq_wait wait;
879         int i, skipped;
880
881         if (!table)
882                 return;
883
884         atomic_set(&wait.count, table->nr);
885         init_completion(&wait.comp);
886
887         skipped = 0;
888         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
889                 struct kioctx *ctx =
890                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
891
892                 if (!ctx) {
893                         skipped++;
894                         continue;
895                 }
896
897                 /*
898                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
899                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
900                  * this is not necessarily our ->mm.
901                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
902                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
903                  */
904                 ctx->mmap_size = 0;
905                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
906         }
907
908         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
909                 /* Wait until all IO for the context are done. */
910                 wait_for_completion(&wait.comp);
911         }
912
913         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
914         kfree(table);
915 }
916
917 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
918 {
919         struct kioctx_cpu *kcpu;
920         unsigned long flags;
921
922         local_irq_save(flags);
923         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
924         kcpu->reqs_available += nr;
925
926         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
927                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
928                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
929         }
930
931         local_irq_restore(flags);
932 }
933
934 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
935 {
936         struct kioctx_cpu *kcpu;
937         bool ret = false;
938         unsigned long flags;
939
940         local_irq_save(flags);
941         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
942         if (!kcpu->reqs_available) {
943                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
944
945                 do {
946                         if (avail < ctx->req_batch)
947                                 goto out;
948
949                         old = avail;
950                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
951                                                avail, avail - ctx->req_batch);
952                 } while (avail != old);
953
954                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
955         }
956
957         ret = true;
958         kcpu->reqs_available--;
959 out:
960         local_irq_restore(flags);
961         return ret;
962 }
963
964 /* refill_reqs_available
965  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
966  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
967  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
968  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
969  *      called holding ctx->completion_lock.
970  */
971 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
972                                   unsigned tail)
973 {
974         unsigned events_in_ring, completed;
975
976         /* Clamp head since userland can write to it. */
977         head %= ctx->nr_events;
978         if (head <= tail)
979                 events_in_ring = tail - head;
980         else
981                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
982
983         completed = ctx->completed_events;
984         if (events_in_ring < completed)
985                 completed -= events_in_ring;
986         else
987                 completed = 0;
988
989         if (!completed)
990                 return;
991
992         ctx->completed_events -= completed;
993         put_reqs_available(ctx, completed);
994 }
995
996 /* user_refill_reqs_available
997  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
998  *      out of space in the completion ring.
999  */
1000 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1001 {
1002         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1003         if (ctx->completed_events) {
1004                 struct aio_ring *ring;
1005                 unsigned head;
1006
1007                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1008                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1009                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1010                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1011                  * aio_complete() from updating tail by holding
1012                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1013                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1014                  * safe/right thing.
1015                  */
1016                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1017                 head = ring->head;
1018                 kunmap_atomic(ring);
1019
1020                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1021         }
1022
1023         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1024 }
1025
1026 /* aio_get_req
1027  *      Allocate a slot for an aio request.
1028  * Returns NULL if no requests are free.
1029  */
1030 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1031 {
1032         struct aio_kiocb *req;
1033
1034         if (!get_reqs_available(ctx)) {
1035                 user_refill_reqs_available(ctx);
1036                 if (!get_reqs_available(ctx))
1037                         return NULL;
1038         }
1039
1040         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL|__GFP_ZERO);
1041         if (unlikely(!req))
1042                 goto out_put;
1043
1044         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1045
1046         req->ki_ctx = ctx;
1047         return req;
1048 out_put:
1049         put_reqs_available(ctx, 1);
1050         return NULL;
1051 }
1052
1053 static void kiocb_free(struct aio_kiocb *req)
1054 {
1055         if (req->common.ki_filp)
1056                 fput(req->common.ki_filp);
1057         if (req->ki_eventfd != NULL)
1058                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
1059         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1060 }
1061
1062 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1063 {
1064         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1065         struct mm_struct *mm = current->mm;
1066         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1067         struct kioctx_table *table;
1068         unsigned id;
1069
1070         if (get_user(id, &ring->id))
1071                 return NULL;
1072
1073         rcu_read_lock();
1074         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1075
1076         if (!table || id >= table->nr)
1077                 goto out;
1078
1079         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1080         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1081                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1082                         ret = ctx;
1083         }
1084 out:
1085         rcu_read_unlock();
1086         return ret;
1087 }
1088
1089 /* aio_complete
1090  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1091  */
1092 static void aio_complete(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1093 {
1094         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, common);
1095         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1096         struct aio_ring *ring;
1097         struct io_event *ev_page, *event;
1098         unsigned tail, pos, head;
1099         unsigned long   flags;
1100
1101         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1102                 struct file *file = kiocb->ki_filp;
1103
1104                 /*
1105                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1106                  * thread.
1107                  */
1108                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1109                         __sb_writers_acquired(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1110                 file_end_write(file);
1111         }
1112
1113         /*
1114          * Special case handling for sync iocbs:
1115          *  - events go directly into the iocb for fast handling
1116          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
1117          *    ref, no other paths have a way to get another ref
1118          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
1119          */
1120         BUG_ON(is_sync_kiocb(kiocb));
1121
1122         if (iocb->ki_list.next) {
1123                 unsigned long flags;
1124
1125                 spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1126                 list_del(&iocb->ki_list);
1127                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1128         }
1129
1130         /*
1131          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1132          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1133          * pointer since we might be called from irq context.
1134          */
1135         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1136
1137         tail = ctx->tail;
1138         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1139
1140         if (++tail >= ctx->nr_events)
1141                 tail = 0;
1142
1143         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1144         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1145
1146         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_user_iocb;
1147         event->data = iocb->ki_user_data;
1148         event->res = res;
1149         event->res2 = res2;
1150
1151         kunmap_atomic(ev_page);
1152         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1153
1154         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1155                  ctx, tail, iocb, iocb->ki_user_iocb, iocb->ki_user_data,
1156                  res, res2);
1157
1158         /* after flagging the request as done, we
1159          * must never even look at it again
1160          */
1161         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1162
1163         ctx->tail = tail;
1164
1165         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1166         head = ring->head;
1167         ring->tail = tail;
1168         kunmap_atomic(ring);
1169         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1170
1171         ctx->completed_events++;
1172         if (ctx->completed_events > 1)
1173                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1174         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1175
1176         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1177
1178         /*
1179          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1180          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1181          * from IRQ context.
1182          */
1183         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1184                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1185
1186         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1187         kiocb_free(iocb);
1188
1189         /*
1190          * We have to order our ring_info tail store above and test
1191          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1192          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1193          * ordered with the unlocked test.
1194          */
1195         smp_mb();
1196
1197         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1198                 wake_up(&ctx->wait);
1199
1200         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1201 }
1202
1203 /* aio_read_events_ring
1204  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1205  *      events fetched
1206  */
1207 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1208                                  struct io_event __user *event, long nr)
1209 {
1210         struct aio_ring *ring;
1211         unsigned head, tail, pos;
1212         long ret = 0;
1213         int copy_ret;
1214
1215         /*
1216          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1217          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1218          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1219          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1220          */
1221         sched_annotate_sleep();
1222         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1223
1224         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1225         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1226         head = ring->head;
1227         tail = ring->tail;
1228         kunmap_atomic(ring);
1229
1230         /*
1231          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1232          * we also see the events that were stored up to the tail.
1233          */
1234         smp_rmb();
1235
1236         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1237
1238         if (head == tail)
1239                 goto out;
1240
1241         head %= ctx->nr_events;
1242         tail %= ctx->nr_events;
1243
1244         while (ret < nr) {
1245                 long avail;
1246                 struct io_event *ev;
1247                 struct page *page;
1248
1249                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1250                 if (head == tail)
1251                         break;
1252
1253                 avail = min(avail, nr - ret);
1254                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE -
1255                             ((head + AIO_EVENTS_OFFSET) % AIO_EVENTS_PER_PAGE));
1256
1257                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1258                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1259                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1260
1261                 ev = kmap(page);
1262                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1263                                         sizeof(*ev) * avail);
1264                 kunmap(page);
1265
1266                 if (unlikely(copy_ret)) {
1267                         ret = -EFAULT;
1268                         goto out;
1269                 }
1270
1271                 ret += avail;
1272                 head += avail;
1273                 head %= ctx->nr_events;
1274         }
1275
1276         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1277         ring->head = head;
1278         kunmap_atomic(ring);
1279         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1280
1281         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1282 out:
1283         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1284
1285         return ret;
1286 }
1287
1288 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1289                             struct io_event __user *event, long *i)
1290 {
1291         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1292
1293         if (ret > 0)
1294                 *i += ret;
1295
1296         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1297                 ret = -EINVAL;
1298
1299         if (!*i)
1300                 *i = ret;
1301
1302         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1303 }
1304
1305 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1306                         struct io_event __user *event,
1307                         ktime_t until)
1308 {
1309         long ret = 0;
1310
1311         /*
1312          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1313          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1314          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1315          *
1316          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1317          * the task state back to TASK_RUNNING.
1318          *
1319          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1320          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1321          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1322          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1323          * something to be aware of when touching this code.
1324          */
1325         if (until == 0)
1326                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1327         else
1328                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1329                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1330                                 until);
1331
1332         if (!ret && signal_pending(current))
1333                 ret = -EINTR;
1334
1335         return ret;
1336 }
1337
1338 /* sys_io_setup:
1339  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1340  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1341  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1342  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1343  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1344  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1345  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1346  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1347  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1348  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1349  *      implemented.
1350  */
1351 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1352 {
1353         struct kioctx *ioctx = NULL;
1354         unsigned long ctx;
1355         long ret;
1356
1357         ret = get_user(ctx, ctxp);
1358         if (unlikely(ret))
1359                 goto out;
1360
1361         ret = -EINVAL;
1362         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1363                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1364                          ctx, nr_events);
1365                 goto out;
1366         }
1367
1368         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1369         ret = PTR_ERR(ioctx);
1370         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1371                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1372                 if (ret)
1373                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1374                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1375         }
1376
1377 out:
1378         return ret;
1379 }
1380
1381 #ifdef CONFIG_COMPAT
1382 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1383 {
1384         struct kioctx *ioctx = NULL;
1385         unsigned long ctx;
1386         long ret;
1387
1388         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1389         if (unlikely(ret))
1390                 goto out;
1391
1392         ret = -EINVAL;
1393         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1394                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1395                          ctx, nr_events);
1396                 goto out;
1397         }
1398
1399         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1400         ret = PTR_ERR(ioctx);
1401         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1402                 /* truncating is ok because it's a user address */
1403                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1404                 if (ret)
1405                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1406                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1407         }
1408
1409 out:
1410         return ret;
1411 }
1412 #endif
1413
1414 /* sys_io_destroy:
1415  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1416  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1417  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1418  *      is invalid.
1419  */
1420 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1421 {
1422         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1423         if (likely(NULL != ioctx)) {
1424                 struct ctx_rq_wait wait;
1425                 int ret;
1426
1427                 init_completion(&wait.comp);
1428                 atomic_set(&wait.count, 1);
1429
1430                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1431                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1432                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1433                  */
1434                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1435                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1436
1437                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1438                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1439                  * is destroyed.
1440                  */
1441                 if (!ret)
1442                         wait_for_completion(&wait.comp);
1443
1444                 return ret;
1445         }
1446         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1447         return -EINVAL;
1448 }
1449
1450 static int aio_setup_rw(int rw, struct iocb *iocb, struct iovec **iovec,
1451                 bool vectored, bool compat, struct iov_iter *iter)
1452 {
1453         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1454         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1455
1456         if (!vectored) {
1457                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1458                 *iovec = NULL;
1459                 return ret;
1460         }
1461 #ifdef CONFIG_COMPAT
1462         if (compat)
1463                 return compat_import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec,
1464                                 iter);
1465 #endif
1466         return import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1467 }
1468
1469 static inline ssize_t aio_ret(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1470 {
1471         switch (ret) {
1472         case -EIOCBQUEUED:
1473                 return ret;
1474         case -ERESTARTSYS:
1475         case -ERESTARTNOINTR:
1476         case -ERESTARTNOHAND:
1477         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1478                 /*
1479                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1480                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1481                  */
1482                 ret = -EINTR;
1483                 /*FALLTHRU*/
1484         default:
1485                 aio_complete(req, ret, 0);
1486                 return 0;
1487         }
1488 }
1489
1490 static ssize_t aio_read(struct kiocb *req, struct iocb *iocb, bool vectored,
1491                 bool compat)
1492 {
1493         struct file *file = req->ki_filp;
1494         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1495         struct iov_iter iter;
1496         ssize_t ret;
1497
1498         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1499                 return -EBADF;
1500         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1501                 return -EINVAL;
1502
1503         ret = aio_setup_rw(READ, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1504         if (ret)
1505                 return ret;
1506         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1507         if (!ret)
1508                 ret = aio_ret(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1509         kfree(iovec);
1510         return ret;
1511 }
1512
1513 static ssize_t aio_write(struct kiocb *req, struct iocb *iocb, bool vectored,
1514                 bool compat)
1515 {
1516         struct file *file = req->ki_filp;
1517         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1518         struct iov_iter iter;
1519         ssize_t ret;
1520
1521         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1522                 return -EBADF;
1523         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1524                 return -EINVAL;
1525
1526         ret = aio_setup_rw(WRITE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1527         if (ret)
1528                 return ret;
1529         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1530         if (!ret) {
1531                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1532                 file_start_write(file);
1533                 ret = aio_ret(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1534                 /*
1535                  * We release freeze protection in aio_complete().  Fool lockdep
1536                  * by telling it the lock got released so that it doesn't
1537                  * complain about held lock when we return to userspace.
1538                  */
1539                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1540                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1541         }
1542         kfree(iovec);
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1547                          struct iocb *iocb, bool compat)
1548 {
1549         struct aio_kiocb *req;
1550         struct file *file;
1551         ssize_t ret;
1552
1553         /* enforce forwards compatibility on users */
1554         if (unlikely(iocb->aio_reserved2)) {
1555                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1556                 return -EINVAL;
1557         }
1558
1559         /* prevent overflows */
1560         if (unlikely(
1561             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1562             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1563             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1564            )) {
1565                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
1566                 return -EINVAL;
1567         }
1568
1569         req = aio_get_req(ctx);
1570         if (unlikely(!req))
1571                 return -EAGAIN;
1572
1573         req->common.ki_filp = file = fget(iocb->aio_fildes);
1574         if (unlikely(!req->common.ki_filp)) {
1575                 ret = -EBADF;
1576                 goto out_put_req;
1577         }
1578         req->common.ki_pos = iocb->aio_offset;
1579         req->common.ki_complete = aio_complete;
1580         req->common.ki_flags = iocb_flags(req->common.ki_filp);
1581         req->common.ki_hint = file_write_hint(file);
1582
1583         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1584                 /*
1585                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1586                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1587                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1588                  * event using the eventfd_signal() function.
1589                  */
1590                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1591                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1592                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1593                         req->ki_eventfd = NULL;
1594                         goto out_put_req;
1595                 }
1596
1597                 req->common.ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1598         }
1599
1600         ret = kiocb_set_rw_flags(&req->common, iocb->aio_rw_flags);
1601         if (unlikely(ret)) {
1602                 pr_debug("EINVAL: aio_rw_flags\n");
1603                 goto out_put_req;
1604         }
1605
1606         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1607         if (unlikely(ret)) {
1608                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1609                 goto out_put_req;
1610         }
1611
1612         req->ki_user_iocb = user_iocb;
1613         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1614
1615         get_file(file);
1616         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1617         case IOCB_CMD_PREAD:
1618                 ret = aio_read(&req->common, iocb, false, compat);
1619                 break;
1620         case IOCB_CMD_PWRITE:
1621                 ret = aio_write(&req->common, iocb, false, compat);
1622                 break;
1623         case IOCB_CMD_PREADV:
1624                 ret = aio_read(&req->common, iocb, true, compat);
1625                 break;
1626         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1627                 ret = aio_write(&req->common, iocb, true, compat);
1628                 break;
1629         default:
1630                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
1631                 ret = -EINVAL;
1632                 break;
1633         }
1634         fput(file);
1635
1636         if (ret && ret != -EIOCBQUEUED)
1637                 goto out_put_req;
1638         return 0;
1639 out_put_req:
1640         put_reqs_available(ctx, 1);
1641         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
1642         kiocb_free(req);
1643         return ret;
1644 }
1645
1646 static long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1647                           struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1648 {
1649         struct kioctx *ctx;
1650         long ret = 0;
1651         int i = 0;
1652         struct blk_plug plug;
1653
1654         if (unlikely(nr < 0))
1655                 return -EINVAL;
1656
1657         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1658                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1659
1660         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1661                 return -EFAULT;
1662
1663         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1664         if (unlikely(!ctx)) {
1665                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1666                 return -EINVAL;
1667         }
1668
1669         blk_start_plug(&plug);
1670
1671         /*
1672          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1673          * successfully submitted?
1674          */
1675         for (i=0; i<nr; i++) {
1676                 struct iocb __user *user_iocb;
1677                 struct iocb tmp;
1678
1679                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1680                         ret = -EFAULT;
1681                         break;
1682                 }
1683
1684                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1685                         ret = -EFAULT;
1686                         break;
1687                 }
1688
1689                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, compat);
1690                 if (ret)
1691                         break;
1692         }
1693         blk_finish_plug(&plug);
1694
1695         percpu_ref_put(&ctx->users);
1696         return i ? i : ret;
1697 }
1698
1699 /* sys_io_submit:
1700  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1701  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1702  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1703  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1704  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1705  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1706  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1707  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1708  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1709  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1710  */
1711 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1712                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1713 {
1714         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1715 }
1716
1717 #ifdef CONFIG_COMPAT
1718 static inline long
1719 copy_iocb(long nr, u32 __user *ptr32, struct iocb __user * __user *ptr64)
1720 {
1721         compat_uptr_t uptr;
1722         int i;
1723
1724         for (i = 0; i < nr; ++i) {
1725                 if (get_user(uptr, ptr32 + i))
1726                         return -EFAULT;
1727                 if (put_user(compat_ptr(uptr), ptr64 + i))
1728                         return -EFAULT;
1729         }
1730         return 0;
1731 }
1732
1733 #define MAX_AIO_SUBMITS         (PAGE_SIZE/sizeof(struct iocb *))
1734
1735 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
1736                        int, nr, u32 __user *, iocb)
1737 {
1738         struct iocb __user * __user *iocb64;
1739         long ret;
1740
1741         if (unlikely(nr < 0))
1742                 return -EINVAL;
1743
1744         if (nr > MAX_AIO_SUBMITS)
1745                 nr = MAX_AIO_SUBMITS;
1746
1747         iocb64 = compat_alloc_user_space(nr * sizeof(*iocb64));
1748         ret = copy_iocb(nr, iocb, iocb64);
1749         if (!ret)
1750                 ret = do_io_submit(ctx_id, nr, iocb64, 1);
1751         return ret;
1752 }
1753 #endif
1754
1755 /* lookup_kiocb
1756  *      Finds a given iocb for cancellation.
1757  */
1758 static struct aio_kiocb *
1759 lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb, u32 key)
1760 {
1761         struct aio_kiocb *kiocb;
1762
1763         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1764
1765         if (key != KIOCB_KEY)
1766                 return NULL;
1767
1768         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1769         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
1770                 if (kiocb->ki_user_iocb == iocb)
1771                         return kiocb;
1772         }
1773         return NULL;
1774 }
1775
1776 /* sys_io_cancel:
1777  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1778  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1779  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1780  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1781  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1782  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1783  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1784  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1785  */
1786 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1787                 struct io_event __user *, result)
1788 {
1789         struct kioctx *ctx;
1790         struct aio_kiocb *kiocb;
1791         u32 key;
1792         int ret;
1793
1794         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1795         if (unlikely(ret))
1796                 return -EFAULT;
1797
1798         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1799         if (unlikely(!ctx))
1800                 return -EINVAL;
1801
1802         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1803
1804         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1805         if (kiocb)
1806                 ret = kiocb_cancel(kiocb);
1807         else
1808                 ret = -EINVAL;
1809
1810         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1811
1812         if (!ret) {
1813                 /*
1814                  * The result argument is no longer used - the io_event is
1815                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
1816                  * cancellation is progress:
1817                  */
1818                 ret = -EINPROGRESS;
1819         }
1820
1821         percpu_ref_put(&ctx->users);
1822
1823         return ret;
1824 }
1825
1826 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
1827                 long min_nr,
1828                 long nr,
1829                 struct io_event __user *events,
1830                 struct timespec64 *ts)
1831 {
1832         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
1833         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1834         long ret = -EINVAL;
1835
1836         if (likely(ioctx)) {
1837                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1838                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
1839                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1840         }
1841
1842         return ret;
1843 }
1844
1845 /* io_getevents:
1846  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1847  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1848  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1849  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1850  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1851  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1852  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1853  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1854  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1855  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1856  */
1857 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1858                 long, min_nr,
1859                 long, nr,
1860                 struct io_event __user *, events,
1861                 struct timespec __user *, timeout)
1862 {
1863         struct timespec64       ts;
1864
1865         if (timeout) {
1866                 if (unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
1867                         return -EFAULT;
1868         }
1869
1870         return do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
1871 }
1872
1873 #ifdef CONFIG_COMPAT
1874 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, compat_aio_context_t, ctx_id,
1875                        compat_long_t, min_nr,
1876                        compat_long_t, nr,
1877                        struct io_event __user *, events,
1878                        struct compat_timespec __user *, timeout)
1879 {
1880         struct timespec64 t;
1881
1882         if (timeout) {
1883                 if (compat_get_timespec64(&t, timeout))
1884                         return -EFAULT;
1885
1886         }
1887
1888         return do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
1889 }
1890 #endif