btrfs: replace sb::s_blocksize by fs_info::sectorsize
[linux-2.6-microblaze.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/percpu.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/timer.h>
33 #include <linux/aio.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/workqueue.h>
36 #include <linux/security.h>
37 #include <linux/eventfd.h>
38 #include <linux/blkdev.h>
39 #include <linux/compat.h>
40 #include <linux/migrate.h>
41 #include <linux/ramfs.h>
42 #include <linux/percpu-refcount.h>
43 #include <linux/mount.h>
44 #include <linux/pseudo_fs.h>
45
46 #include <linux/uaccess.h>
47 #include <linux/nospec.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 #define KIOCB_KEY               0
52
53 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
54 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
55 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
56 struct aio_ring {
57         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
58         unsigned        nr;     /* number of io_events */
59         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
60                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
61         unsigned        tail;
62
63         unsigned        magic;
64         unsigned        compat_features;
65         unsigned        incompat_features;
66         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
67
68
69         struct io_event         io_events[];
70 }; /* 128 bytes + ring size */
71
72 /*
73  * Plugging is meant to work with larger batches of IOs. If we don't
74  * have more than the below, then don't bother setting up a plug.
75  */
76 #define AIO_PLUG_THRESHOLD      2
77
78 #define AIO_RING_PAGES  8
79
80 struct kioctx_table {
81         struct rcu_head         rcu;
82         unsigned                nr;
83         struct kioctx __rcu     *table[] __counted_by(nr);
84 };
85
86 struct kioctx_cpu {
87         unsigned                reqs_available;
88 };
89
90 struct ctx_rq_wait {
91         struct completion comp;
92         atomic_t count;
93 };
94
95 struct kioctx {
96         struct percpu_ref       users;
97         atomic_t                dead;
98
99         struct percpu_ref       reqs;
100
101         unsigned long           user_id;
102
103         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
104
105         /*
106          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
107          * counter at a time:
108          */
109         unsigned                req_batch;
110         /*
111          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
112          * anything but counting against the global max_reqs quota.
113          *
114          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
115          * aio_setup_ring())
116          */
117         unsigned                max_reqs;
118
119         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
120         unsigned                nr_events;
121
122         unsigned long           mmap_base;
123         unsigned long           mmap_size;
124
125         struct page             **ring_pages;
126         long                    nr_pages;
127
128         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
129
130         /*
131          * signals when all in-flight requests are done
132          */
133         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
134
135         struct {
136                 /*
137                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
138                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
139                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
140                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
141                  *
142                  * We batch accesses to it with a percpu version.
143                  */
144                 atomic_t        reqs_available;
145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
146
147         struct {
148                 spinlock_t      ctx_lock;
149                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
150         } ____cacheline_aligned_in_smp;
151
152         struct {
153                 struct mutex    ring_lock;
154                 wait_queue_head_t wait;
155         } ____cacheline_aligned_in_smp;
156
157         struct {
158                 unsigned        tail;
159                 unsigned        completed_events;
160                 spinlock_t      completion_lock;
161         } ____cacheline_aligned_in_smp;
162
163         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
164         struct file             *aio_ring_file;
165
166         unsigned                id;
167 };
168
169 /*
170  * First field must be the file pointer in all the
171  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
172  */
173 struct fsync_iocb {
174         struct file             *file;
175         struct work_struct      work;
176         bool                    datasync;
177         struct cred             *creds;
178 };
179
180 struct poll_iocb {
181         struct file             *file;
182         struct wait_queue_head  *head;
183         __poll_t                events;
184         bool                    cancelled;
185         bool                    work_scheduled;
186         bool                    work_need_resched;
187         struct wait_queue_entry wait;
188         struct work_struct      work;
189 };
190
191 /*
192  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
193  * as the first entry in their struct definition. So you can
194  * access the file pointer through any of the sub-structs,
195  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
196  */
197 struct aio_kiocb {
198         union {
199                 struct file             *ki_filp;
200                 struct kiocb            rw;
201                 struct fsync_iocb       fsync;
202                 struct poll_iocb        poll;
203         };
204
205         struct kioctx           *ki_ctx;
206         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
207
208         struct io_event         ki_res;
209
210         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
211                                                  * for cancellation */
212         refcount_t              ki_refcnt;
213
214         /*
215          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
216          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
217          */
218         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
219 };
220
221 /*------ sysctl variables----*/
222 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
223 static unsigned long aio_nr;            /* current system wide number of aio requests */
224 static unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
225 /*----end sysctl variables---*/
226 #ifdef CONFIG_SYSCTL
227 static struct ctl_table aio_sysctls[] = {
228         {
229                 .procname       = "aio-nr",
230                 .data           = &aio_nr,
231                 .maxlen         = sizeof(aio_nr),
232                 .mode           = 0444,
233                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
234         },
235         {
236                 .procname       = "aio-max-nr",
237                 .data           = &aio_max_nr,
238                 .maxlen         = sizeof(aio_max_nr),
239                 .mode           = 0644,
240                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
241         },
242 };
243
244 static void __init aio_sysctl_init(void)
245 {
246         register_sysctl_init("fs", aio_sysctls);
247 }
248 #else
249 #define aio_sysctl_init() do { } while (0)
250 #endif
251
252 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
253 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
254
255 static struct vfsmount *aio_mnt;
256
257 static const struct file_operations aio_ring_fops;
258 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
259
260 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
261 {
262         struct file *file;
263         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
264         if (IS_ERR(inode))
265                 return ERR_CAST(inode);
266
267         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
268         inode->i_mapping->i_private_data = ctx;
269         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
270
271         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
272                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
273         if (IS_ERR(file))
274                 iput(inode);
275         return file;
276 }
277
278 static int aio_init_fs_context(struct fs_context *fc)
279 {
280         if (!init_pseudo(fc, AIO_RING_MAGIC))
281                 return -ENOMEM;
282         fc->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
283         return 0;
284 }
285
286 /* aio_setup
287  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
288  *      failure as this is done early during the boot sequence.
289  */
290 static int __init aio_setup(void)
291 {
292         static struct file_system_type aio_fs = {
293                 .name           = "aio",
294                 .init_fs_context = aio_init_fs_context,
295                 .kill_sb        = kill_anon_super,
296         };
297         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
298         if (IS_ERR(aio_mnt))
299                 panic("Failed to create aio fs mount.");
300
301         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
302         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
303         aio_sysctl_init();
304         return 0;
305 }
306 __initcall(aio_setup);
307
308 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
309 {
310         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
311         struct address_space *i_mapping;
312
313         if (aio_ring_file) {
314                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
315
316                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
317                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
318                 spin_lock(&i_mapping->i_private_lock);
319                 i_mapping->i_private_data = NULL;
320                 ctx->aio_ring_file = NULL;
321                 spin_unlock(&i_mapping->i_private_lock);
322
323                 fput(aio_ring_file);
324         }
325 }
326
327 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
328 {
329         int i;
330
331         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
332          * accesses to the kioctx from page migration.
333          */
334         put_aio_ring_file(ctx);
335
336         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
337                 struct page *page;
338                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
339                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
340                 page = ctx->ring_pages[i];
341                 if (!page)
342                         continue;
343                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
344                 put_page(page);
345         }
346
347         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
348                 kfree(ctx->ring_pages);
349                 ctx->ring_pages = NULL;
350         }
351 }
352
353 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
354 {
355         struct file *file = vma->vm_file;
356         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
357         struct kioctx_table *table;
358         int i, res = -EINVAL;
359
360         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
361         rcu_read_lock();
362         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
363         if (!table)
364                 goto out_unlock;
365
366         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
367                 struct kioctx *ctx;
368
369                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
370                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
371                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
372                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
373                                 res = 0;
374                         }
375                         break;
376                 }
377         }
378
379 out_unlock:
380         rcu_read_unlock();
381         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
382         return res;
383 }
384
385 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
386         .mremap         = aio_ring_mremap,
387 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
388         .fault          = filemap_fault,
389         .map_pages      = filemap_map_pages,
390         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
391 #endif
392 };
393
394 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
395 {
396         vm_flags_set(vma, VM_DONTEXPAND);
397         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
398         return 0;
399 }
400
401 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
402         .mmap = aio_ring_mmap,
403 };
404
405 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
406 static int aio_migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
407                         struct folio *src, enum migrate_mode mode)
408 {
409         struct kioctx *ctx;
410         unsigned long flags;
411         pgoff_t idx;
412         int rc;
413
414         /*
415          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
416          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
417          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
418          */
419         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
420                 return -EINVAL;
421
422         rc = 0;
423
424         /* mapping->i_private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
425         spin_lock(&mapping->i_private_lock);
426         ctx = mapping->i_private_data;
427         if (!ctx) {
428                 rc = -EINVAL;
429                 goto out;
430         }
431
432         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
433          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
434          * a partially initialized kiotx.
435          */
436         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
437                 rc = -EAGAIN;
438                 goto out;
439         }
440
441         idx = src->index;
442         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
443                 /* Make sure the old folio hasn't already been changed */
444                 if (ctx->ring_pages[idx] != &src->page)
445                         rc = -EAGAIN;
446         } else
447                 rc = -EINVAL;
448
449         if (rc != 0)
450                 goto out_unlock;
451
452         /* Writeback must be complete */
453         BUG_ON(folio_test_writeback(src));
454         folio_get(dst);
455
456         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 1);
457         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
458                 folio_put(dst);
459                 goto out_unlock;
460         }
461
462         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
463          * while the old folio is copied to the new.  This prevents new
464          * events from being lost.
465          */
466         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
467         folio_migrate_copy(dst, src);
468         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != &src->page);
469         ctx->ring_pages[idx] = &dst->page;
470         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
471
472         /* The old folio is no longer accessible. */
473         folio_put(src);
474
475 out_unlock:
476         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
477 out:
478         spin_unlock(&mapping->i_private_lock);
479         return rc;
480 }
481 #else
482 #define aio_migrate_folio NULL
483 #endif
484
485 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
486         .dirty_folio    = noop_dirty_folio,
487         .migrate_folio  = aio_migrate_folio,
488 };
489
490 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
491 {
492         struct aio_ring *ring;
493         struct mm_struct *mm = current->mm;
494         unsigned long size, unused;
495         int nr_pages;
496         int i;
497         struct file *file;
498
499         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
500         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
501
502         size = sizeof(struct aio_ring);
503         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
504
505         nr_pages = PFN_UP(size);
506         if (nr_pages < 0)
507                 return -EINVAL;
508
509         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
510         if (IS_ERR(file)) {
511                 ctx->aio_ring_file = NULL;
512                 return -ENOMEM;
513         }
514
515         ctx->aio_ring_file = file;
516         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
517                         / sizeof(struct io_event);
518
519         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
520         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
521                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
522                                           GFP_KERNEL);
523                 if (!ctx->ring_pages) {
524                         put_aio_ring_file(ctx);
525                         return -ENOMEM;
526                 }
527         }
528
529         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
530                 struct page *page;
531                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
532                                            i, GFP_USER | __GFP_ZERO);
533                 if (!page)
534                         break;
535                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
536                          current->pid, i, page_count(page));
537                 SetPageUptodate(page);
538                 unlock_page(page);
539
540                 ctx->ring_pages[i] = page;
541         }
542         ctx->nr_pages = i;
543
544         if (unlikely(i != nr_pages)) {
545                 aio_free_ring(ctx);
546                 return -ENOMEM;
547         }
548
549         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
550         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
551
552         if (mmap_write_lock_killable(mm)) {
553                 ctx->mmap_size = 0;
554                 aio_free_ring(ctx);
555                 return -EINTR;
556         }
557
558         ctx->mmap_base = do_mmap(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
559                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
560                                  MAP_SHARED, 0, 0, &unused, NULL);
561         mmap_write_unlock(mm);
562         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
563                 ctx->mmap_size = 0;
564                 aio_free_ring(ctx);
565                 return -ENOMEM;
566         }
567
568         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
569
570         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
571         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
572
573         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
574         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
575         ring->id = ~0U;
576         ring->head = ring->tail = 0;
577         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
578         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
579         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
580         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
581         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
582
583         return 0;
584 }
585
586 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
587 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
588 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
589
590 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
591 {
592         struct aio_kiocb *req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
593         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
594         unsigned long flags;
595
596         /*
597          * kiocb didn't come from aio or is neither a read nor a write, hence
598          * ignore it.
599          */
600         if (!(iocb->ki_flags & IOCB_AIO_RW))
601                 return;
602
603         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
604                 return;
605
606         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
607         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
608         req->ki_cancel = cancel;
609         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
610 }
611 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
612
613 /*
614  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
615  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
616  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
617  */
618 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
619 {
620         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
621                                           free_rwork);
622         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
623
624         aio_free_ring(ctx);
625         free_percpu(ctx->cpu);
626         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
627         percpu_ref_exit(&ctx->users);
628         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
629 }
630
631 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
632 {
633         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
634
635         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
636         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
637                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
638
639         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
640         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
641         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
642 }
643
644 /*
645  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
646  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
647  * now it's safe to cancel any that need to be.
648  */
649 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
650 {
651         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
652         struct aio_kiocb *req;
653
654         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
655
656         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
657                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
658                                        struct aio_kiocb, ki_list);
659                 req->ki_cancel(&req->rw);
660                 list_del_init(&req->ki_list);
661         }
662
663         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
664
665         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
666         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
667 }
668
669 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
670 {
671         unsigned i, new_nr;
672         struct kioctx_table *table, *old;
673         struct aio_ring *ring;
674
675         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
676         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
677
678         while (1) {
679                 if (table)
680                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
681                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
682                                         ctx->id = i;
683                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
684                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
685
686                                         /* While kioctx setup is in progress,
687                                          * we are protected from page migration
688                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
689                                          */
690                                         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
691                                         ring->id = ctx->id;
692                                         return 0;
693                                 }
694
695                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
696                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
697
698                 table = kzalloc(struct_size(table, table, new_nr), GFP_KERNEL);
699                 if (!table)
700                         return -ENOMEM;
701
702                 table->nr = new_nr;
703
704                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
705                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
706
707                 if (!old) {
708                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
709                 } else if (table->nr > old->nr) {
710                         memcpy(table->table, old->table,
711                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
712
713                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
714                         kfree_rcu(old, rcu);
715                 } else {
716                         kfree(table);
717                         table = old;
718                 }
719         }
720 }
721
722 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
723 {
724         spin_lock(&aio_nr_lock);
725         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
726                 aio_nr = 0;
727         else
728                 aio_nr -= nr;
729         spin_unlock(&aio_nr_lock);
730 }
731
732 /* ioctx_alloc
733  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
734  */
735 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
736 {
737         struct mm_struct *mm = current->mm;
738         struct kioctx *ctx;
739         int err = -ENOMEM;
740
741         /*
742          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
743          * for counting against the global limit -- before it changes.
744          */
745         unsigned int max_reqs = nr_events;
746
747         /*
748          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
749          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
750          *
751          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
752          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
753          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
754          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
755          */
756         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
757         nr_events *= 2;
758
759         /* Prevent overflows */
760         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
761                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
762                 return ERR_PTR(-EINVAL);
763         }
764
765         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
766                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
767
768         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
769         if (!ctx)
770                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
771
772         ctx->max_reqs = max_reqs;
773
774         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
775         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
776         mutex_init(&ctx->ring_lock);
777         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
778          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
779         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
780         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
781
782         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
783
784         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
785                 goto err;
786
787         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
788                 goto err;
789
790         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
791         if (!ctx->cpu)
792                 goto err;
793
794         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
795         if (err < 0)
796                 goto err;
797
798         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
799         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
800         if (ctx->req_batch < 1)
801                 ctx->req_batch = 1;
802
803         /* limit the number of system wide aios */
804         spin_lock(&aio_nr_lock);
805         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
806             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
807                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
808                 err = -EAGAIN;
809                 goto err_ctx;
810         }
811         aio_nr += ctx->max_reqs;
812         spin_unlock(&aio_nr_lock);
813
814         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
815         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
816
817         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
818         if (err)
819                 goto err_cleanup;
820
821         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
822         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
823
824         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
825                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
826         return ctx;
827
828 err_cleanup:
829         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
830 err_ctx:
831         atomic_set(&ctx->dead, 1);
832         if (ctx->mmap_size)
833                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
834         aio_free_ring(ctx);
835 err:
836         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
837         free_percpu(ctx->cpu);
838         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
839         percpu_ref_exit(&ctx->users);
840         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
841         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
842         return ERR_PTR(err);
843 }
844
845 /* kill_ioctx
846  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
847  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
848  *      the rapid destruction of the kioctx.
849  */
850 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
851                       struct ctx_rq_wait *wait)
852 {
853         struct kioctx_table *table;
854
855         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
856         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
857                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
858                 return -EINVAL;
859         }
860
861         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
862         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
863         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
864         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
865
866         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
867         wake_up_all(&ctx->wait);
868
869         /*
870          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
871          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
872          * has already returned, so io_setup() could potentially return
873          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
874          *  could tell).
875          */
876         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
877
878         if (ctx->mmap_size)
879                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
880
881         ctx->rq_wait = wait;
882         percpu_ref_kill(&ctx->users);
883         return 0;
884 }
885
886 /*
887  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
888  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
889  * called on the context.
890  *
891  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
892  * them.
893  */
894 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
895 {
896         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
897         struct ctx_rq_wait wait;
898         int i, skipped;
899
900         if (!table)
901                 return;
902
903         atomic_set(&wait.count, table->nr);
904         init_completion(&wait.comp);
905
906         skipped = 0;
907         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
908                 struct kioctx *ctx =
909                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
910
911                 if (!ctx) {
912                         skipped++;
913                         continue;
914                 }
915
916                 /*
917                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
918                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
919                  * this is not necessarily our ->mm.
920                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
921                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
922                  */
923                 ctx->mmap_size = 0;
924                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
925         }
926
927         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
928                 /* Wait until all IO for the context are done. */
929                 wait_for_completion(&wait.comp);
930         }
931
932         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
933         kfree(table);
934 }
935
936 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
937 {
938         struct kioctx_cpu *kcpu;
939         unsigned long flags;
940
941         local_irq_save(flags);
942         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
943         kcpu->reqs_available += nr;
944
945         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
946                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
947                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
948         }
949
950         local_irq_restore(flags);
951 }
952
953 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
954 {
955         struct kioctx_cpu *kcpu;
956         bool ret = false;
957         unsigned long flags;
958
959         local_irq_save(flags);
960         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
961         if (!kcpu->reqs_available) {
962                 int avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
963
964                 do {
965                         if (avail < ctx->req_batch)
966                                 goto out;
967                 } while (!atomic_try_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
968                                              &avail, avail - ctx->req_batch));
969
970                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
971         }
972
973         ret = true;
974         kcpu->reqs_available--;
975 out:
976         local_irq_restore(flags);
977         return ret;
978 }
979
980 /* refill_reqs_available
981  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
982  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
983  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
984  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
985  *      called holding ctx->completion_lock.
986  */
987 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
988                                   unsigned tail)
989 {
990         unsigned events_in_ring, completed;
991
992         /* Clamp head since userland can write to it. */
993         head %= ctx->nr_events;
994         if (head <= tail)
995                 events_in_ring = tail - head;
996         else
997                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
998
999         completed = ctx->completed_events;
1000         if (events_in_ring < completed)
1001                 completed -= events_in_ring;
1002         else
1003                 completed = 0;
1004
1005         if (!completed)
1006                 return;
1007
1008         ctx->completed_events -= completed;
1009         put_reqs_available(ctx, completed);
1010 }
1011
1012 /* user_refill_reqs_available
1013  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
1014  *      out of space in the completion ring.
1015  */
1016 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1017 {
1018         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1019         if (ctx->completed_events) {
1020                 struct aio_ring *ring;
1021                 unsigned head;
1022
1023                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1024                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1025                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1026                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1027                  * aio_complete() from updating tail by holding
1028                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1029                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1030                  * safe/right thing.
1031                  */
1032                 ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1033                 head = ring->head;
1034
1035                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1036         }
1037
1038         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1039 }
1040
1041 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1042 {
1043         if (__get_reqs_available(ctx))
1044                 return true;
1045         user_refill_reqs_available(ctx);
1046         return __get_reqs_available(ctx);
1047 }
1048
1049 /* aio_get_req
1050  *      Allocate a slot for an aio request.
1051  * Returns NULL if no requests are free.
1052  *
1053  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1054  * one for the synchronous code that does this.
1055  */
1056 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1057 {
1058         struct aio_kiocb *req;
1059
1060         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1061         if (unlikely(!req))
1062                 return NULL;
1063
1064         if (unlikely(!get_reqs_available(ctx))) {
1065                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1066                 return NULL;
1067         }
1068
1069         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1070         req->ki_ctx = ctx;
1071         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1072         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1073         req->ki_eventfd = NULL;
1074         return req;
1075 }
1076
1077 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1078 {
1079         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1080         struct mm_struct *mm = current->mm;
1081         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1082         struct kioctx_table *table;
1083         unsigned id;
1084
1085         if (get_user(id, &ring->id))
1086                 return NULL;
1087
1088         rcu_read_lock();
1089         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1090
1091         if (!table || id >= table->nr)
1092                 goto out;
1093
1094         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1095         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1096         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1097                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1098                         ret = ctx;
1099         }
1100 out:
1101         rcu_read_unlock();
1102         return ret;
1103 }
1104
1105 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1106 {
1107         if (iocb->ki_eventfd)
1108                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1109         if (iocb->ki_filp)
1110                 fput(iocb->ki_filp);
1111         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1112         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1113 }
1114
1115 struct aio_waiter {
1116         struct wait_queue_entry w;
1117         size_t                  min_nr;
1118 };
1119
1120 /* aio_complete
1121  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1122  */
1123 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1124 {
1125         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1126         struct aio_ring *ring;
1127         struct io_event *ev_page, *event;
1128         unsigned tail, pos, head, avail;
1129         unsigned long   flags;
1130
1131         /*
1132          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1133          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1134          * pointer since we might be called from irq context.
1135          */
1136         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1137
1138         tail = ctx->tail;
1139         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1140
1141         if (++tail >= ctx->nr_events)
1142                 tail = 0;
1143
1144         ev_page = page_address(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1145         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1146
1147         *event = iocb->ki_res;
1148
1149         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1150
1151         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1152                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1153                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1154
1155         /* after flagging the request as done, we
1156          * must never even look at it again
1157          */
1158         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1159
1160         ctx->tail = tail;
1161
1162         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1163         head = ring->head;
1164         ring->tail = tail;
1165         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1166
1167         ctx->completed_events++;
1168         if (ctx->completed_events > 1)
1169                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1170
1171         avail = tail > head
1172                 ? tail - head
1173                 : tail + ctx->nr_events - head;
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)
1184                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd);
1185
1186         /*
1187          * We have to order our ring_info tail store above and test
1188          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1189          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1190          * ordered with the unlocked test.
1191          */
1192         smp_mb();
1193
1194         if (waitqueue_active(&ctx->wait)) {
1195                 struct aio_waiter *curr, *next;
1196                 unsigned long flags;
1197
1198                 spin_lock_irqsave(&ctx->wait.lock, flags);
1199                 list_for_each_entry_safe(curr, next, &ctx->wait.head, w.entry)
1200                         if (avail >= curr->min_nr) {
1201                                 list_del_init_careful(&curr->w.entry);
1202                                 wake_up_process(curr->w.private);
1203                         }
1204                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->wait.lock, flags);
1205         }
1206 }
1207
1208 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1209 {
1210         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1211                 aio_complete(iocb);
1212                 iocb_destroy(iocb);
1213         }
1214 }
1215
1216 /* aio_read_events_ring
1217  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1218  *      events fetched
1219  */
1220 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1221                                  struct io_event __user *event, long nr)
1222 {
1223         struct aio_ring *ring;
1224         unsigned head, tail, pos;
1225         long ret = 0;
1226         int copy_ret;
1227
1228         /*
1229          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1230          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1231          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1232          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1233          */
1234         sched_annotate_sleep();
1235         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1236
1237         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1238         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1239         head = ring->head;
1240         tail = ring->tail;
1241
1242         /*
1243          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1244          * we also see the events that were stored up to the tail.
1245          */
1246         smp_rmb();
1247
1248         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1249
1250         if (head == tail)
1251                 goto out;
1252
1253         head %= ctx->nr_events;
1254         tail %= ctx->nr_events;
1255
1256         while (ret < nr) {
1257                 long avail;
1258                 struct io_event *ev;
1259                 struct page *page;
1260
1261                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1262                 if (head == tail)
1263                         break;
1264
1265                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1266                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1267                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1268
1269                 avail = min(avail, nr - ret);
1270                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1271
1272                 ev = page_address(page);
1273                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1274                                         sizeof(*ev) * avail);
1275
1276                 if (unlikely(copy_ret)) {
1277                         ret = -EFAULT;
1278                         goto out;
1279                 }
1280
1281                 ret += avail;
1282                 head += avail;
1283                 head %= ctx->nr_events;
1284         }
1285
1286         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1287         ring->head = head;
1288         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1289
1290         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1291 out:
1292         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1293
1294         return ret;
1295 }
1296
1297 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1298                             struct io_event __user *event, long *i)
1299 {
1300         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1301
1302         if (ret > 0)
1303                 *i += ret;
1304
1305         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1306                 ret = -EINVAL;
1307
1308         if (!*i)
1309                 *i = ret;
1310
1311         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1312 }
1313
1314 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1315                         struct io_event __user *event,
1316                         ktime_t until)
1317 {
1318         struct hrtimer_sleeper  t;
1319         struct aio_waiter       w;
1320         long ret = 0, ret2 = 0;
1321
1322         /*
1323          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1324          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1325          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1326          *
1327          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1328          * the task state back to TASK_RUNNING.
1329          *
1330          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1331          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1332          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1333          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1334          * something to be aware of when touching this code.
1335          */
1336         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1337         if (until == 0 || ret < 0 || ret >= min_nr)
1338                 return ret;
1339
1340         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1341         if (until != KTIME_MAX) {
1342                 hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, until, current->timer_slack_ns);
1343                 hrtimer_sleeper_start_expires(&t, HRTIMER_MODE_REL);
1344         }
1345
1346         init_wait(&w.w);
1347
1348         while (1) {
1349                 unsigned long nr_got = ret;
1350
1351                 w.min_nr = min_nr - ret;
1352
1353                 ret2 = prepare_to_wait_event(&ctx->wait, &w.w, TASK_INTERRUPTIBLE);
1354                 if (!ret2 && !t.task)
1355                         ret2 = -ETIME;
1356
1357                 if (aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret) || ret2)
1358                         break;
1359
1360                 if (nr_got == ret)
1361                         schedule();
1362         }
1363
1364         finish_wait(&ctx->wait, &w.w);
1365         hrtimer_cancel(&t.timer);
1366         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1367
1368         return ret;
1369 }
1370
1371 /* sys_io_setup:
1372  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1373  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1374  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1375  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1376  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1377  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1378  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1379  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1380  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1381  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1382  *      implemented.
1383  */
1384 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1385 {
1386         struct kioctx *ioctx = NULL;
1387         unsigned long ctx;
1388         long ret;
1389
1390         ret = get_user(ctx, ctxp);
1391         if (unlikely(ret))
1392                 goto out;
1393
1394         ret = -EINVAL;
1395         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1396                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1397                          ctx, nr_events);
1398                 goto out;
1399         }
1400
1401         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1402         ret = PTR_ERR(ioctx);
1403         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1404                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1405                 if (ret)
1406                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1407                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1408         }
1409
1410 out:
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 #ifdef CONFIG_COMPAT
1415 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1416 {
1417         struct kioctx *ioctx = NULL;
1418         unsigned long ctx;
1419         long ret;
1420
1421         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1422         if (unlikely(ret))
1423                 goto out;
1424
1425         ret = -EINVAL;
1426         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1427                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1428                          ctx, nr_events);
1429                 goto out;
1430         }
1431
1432         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1433         ret = PTR_ERR(ioctx);
1434         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1435                 /* truncating is ok because it's a user address */
1436                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1437                 if (ret)
1438                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1439                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1440         }
1441
1442 out:
1443         return ret;
1444 }
1445 #endif
1446
1447 /* sys_io_destroy:
1448  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1449  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1450  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1451  *      is invalid.
1452  */
1453 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1454 {
1455         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1456         if (likely(NULL != ioctx)) {
1457                 struct ctx_rq_wait wait;
1458                 int ret;
1459
1460                 init_completion(&wait.comp);
1461                 atomic_set(&wait.count, 1);
1462
1463                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1464                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1465                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1466                  */
1467                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1468                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1469
1470                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1471                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1472                  * is destroyed.
1473                  */
1474                 if (!ret)
1475                         wait_for_completion(&wait.comp);
1476
1477                 return ret;
1478         }
1479         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1480         return -EINVAL;
1481 }
1482
1483 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1484 {
1485         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1486         unsigned long flags;
1487
1488         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1489         list_del(&iocb->ki_list);
1490         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1491 }
1492
1493 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1494 {
1495         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1496
1497         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1498                 aio_remove_iocb(iocb);
1499
1500         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1501                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1502
1503                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1504                         kiocb_end_write(kiocb);
1505         }
1506
1507         iocb->ki_res.res = res;
1508         iocb->ki_res.res2 = 0;
1509         iocb_put(iocb);
1510 }
1511
1512 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1513 {
1514         int ret;
1515
1516         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1517         req->private = NULL;
1518         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1519         req->ki_flags = req->ki_filp->f_iocb_flags | IOCB_AIO_RW;
1520         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1521                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1522         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1523                 /*
1524                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1525                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1526                  * class and priority.
1527                  */
1528                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1529                 if (ret) {
1530                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1531                         return ret;
1532                 }
1533
1534                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1535         } else
1536                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1537
1538         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1539         if (unlikely(ret))
1540                 return ret;
1541
1542         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1543         return 0;
1544 }
1545
1546 static ssize_t aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb,
1547                 struct iovec **iovec, bool vectored, bool compat,
1548                 struct iov_iter *iter)
1549 {
1550         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1551         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1552
1553         if (!vectored) {
1554                 ssize_t ret = import_ubuf(rw, buf, len, iter);
1555                 *iovec = NULL;
1556                 return ret;
1557         }
1558
1559         return __import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter, compat);
1560 }
1561
1562 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1563 {
1564         switch (ret) {
1565         case -EIOCBQUEUED:
1566                 break;
1567         case -ERESTARTSYS:
1568         case -ERESTARTNOINTR:
1569         case -ERESTARTNOHAND:
1570         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1571                 /*
1572                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1573                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1574                  */
1575                 ret = -EINTR;
1576                 fallthrough;
1577         default:
1578                 req->ki_complete(req, ret);
1579         }
1580 }
1581
1582 static int aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1583                         bool vectored, bool compat)
1584 {
1585         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1586         struct iov_iter iter;
1587         struct file *file;
1588         int ret;
1589
1590         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1591         if (ret)
1592                 return ret;
1593         file = req->ki_filp;
1594         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1595                 return -EBADF;
1596         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1597                 return -EINVAL;
1598
1599         ret = aio_setup_rw(ITER_DEST, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1600         if (ret < 0)
1601                 return ret;
1602         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1603         if (!ret)
1604                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1605         kfree(iovec);
1606         return ret;
1607 }
1608
1609 static int aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1610                          bool vectored, bool compat)
1611 {
1612         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1613         struct iov_iter iter;
1614         struct file *file;
1615         int ret;
1616
1617         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1618         if (ret)
1619                 return ret;
1620         file = req->ki_filp;
1621
1622         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1623                 return -EBADF;
1624         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1625                 return -EINVAL;
1626
1627         ret = aio_setup_rw(ITER_SOURCE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1628         if (ret < 0)
1629                 return ret;
1630         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1631         if (!ret) {
1632                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1633                         kiocb_start_write(req);
1634                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1635                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1636         }
1637         kfree(iovec);
1638         return ret;
1639 }
1640
1641 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1642 {
1643         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1644         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1645
1646         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1647         revert_creds(old_cred);
1648         put_cred(iocb->fsync.creds);
1649         iocb_put(iocb);
1650 }
1651
1652 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1653                      bool datasync)
1654 {
1655         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1656                         iocb->aio_rw_flags))
1657                 return -EINVAL;
1658
1659         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1660                 return -EINVAL;
1661
1662         req->creds = prepare_creds();
1663         if (!req->creds)
1664                 return -ENOMEM;
1665
1666         req->datasync = datasync;
1667         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1668         schedule_work(&req->work);
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1673 {
1674         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1675         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1676
1677         iocb_put(iocb);
1678 }
1679
1680 /*
1681  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1682  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1683  *
1684  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1685  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1686  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1687  */
1688 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1689 {
1690         wait_queue_head_t *head;
1691
1692         /*
1693          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1694          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1695          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1696          *
1697          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1698          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1699          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1700          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1701          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1702          *
1703          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1704          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1705          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1706          */
1707         rcu_read_lock();
1708         head = smp_load_acquire(&req->head);
1709         if (head) {
1710                 spin_lock(&head->lock);
1711                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1712                         return true;
1713                 spin_unlock(&head->lock);
1714         }
1715         rcu_read_unlock();
1716         return false;
1717 }
1718
1719 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1720 {
1721         spin_unlock(&req->head->lock);
1722         rcu_read_unlock();
1723 }
1724
1725 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1726 {
1727         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1728         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1729         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1730         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1731         __poll_t mask = 0;
1732
1733         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1734                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1735
1736         /*
1737          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1738          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1739          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1740          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1741          * avoid further branches in the fast path.
1742          */
1743         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1744         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1745                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1746                         /*
1747                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1748                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1749                          */
1750                         if (req->work_need_resched) {
1751                                 schedule_work(&req->work);
1752                                 req->work_need_resched = false;
1753                         } else {
1754                                 req->work_scheduled = false;
1755                         }
1756                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1757                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1758                         return;
1759                 }
1760                 list_del_init(&req->wait.entry);
1761                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1762         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1763         list_del_init(&iocb->ki_list);
1764         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1765         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1766
1767         iocb_put(iocb);
1768 }
1769
1770 /* assumes we are called with irqs disabled */
1771 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1772 {
1773         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1774         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1775
1776         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1777                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1778                 if (!req->work_scheduled) {
1779                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1780                         req->work_scheduled = true;
1781                 }
1782                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1783         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1784
1785         return 0;
1786 }
1787
1788 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1789                 void *key)
1790 {
1791         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1792         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1793         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1794         unsigned long flags;
1795
1796         /* for instances that support it check for an event match first: */
1797         if (mask && !(mask & req->events))
1798                 return 0;
1799
1800         /*
1801          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1802          * conditions be met:
1803          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1804          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1805          *      the events, so inline completion isn't possible.
1806          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1807          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1808          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1809          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1810          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1811          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1812          */
1813         if (mask && !req->work_scheduled &&
1814             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1815                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1816
1817                 list_del_init(&req->wait.entry);
1818                 list_del(&iocb->ki_list);
1819                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1820                 if (iocb->ki_eventfd && !eventfd_signal_allowed()) {
1821                         iocb = NULL;
1822                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1823                         schedule_work(&req->work);
1824                 }
1825                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1826                 if (iocb)
1827                         iocb_put(iocb);
1828         } else {
1829                 /*
1830                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1831                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1832                  *
1833                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1834                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1835                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1836                  * exception to this; see below.
1837                  */
1838                 if (req->work_scheduled) {
1839                         req->work_need_resched = true;
1840                 } else {
1841                         schedule_work(&req->work);
1842                         req->work_scheduled = true;
1843                 }
1844
1845                 /*
1846                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1847                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1848                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1849                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1850                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1851                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1852                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1853                  */
1854                 if (mask & POLLFREE) {
1855                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1856                         list_del_init(&req->wait.entry);
1857
1858                         /*
1859                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1860                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1861                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1862                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1863                          */
1864                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1865                 }
1866         }
1867         return 1;
1868 }
1869
1870 struct aio_poll_table {
1871         struct poll_table_struct        pt;
1872         struct aio_kiocb                *iocb;
1873         bool                            queued;
1874         int                             error;
1875 };
1876
1877 static void
1878 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1879                 struct poll_table_struct *p)
1880 {
1881         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1882
1883         /* multiple wait queues per file are not supported */
1884         if (unlikely(pt->queued)) {
1885                 pt->error = -EINVAL;
1886                 return;
1887         }
1888
1889         pt->queued = true;
1890         pt->error = 0;
1891         pt->iocb->poll.head = head;
1892         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1893 }
1894
1895 static int aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1896 {
1897         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1898         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1899         struct aio_poll_table apt;
1900         bool cancel = false;
1901         __poll_t mask;
1902
1903         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1904         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1905                 return -EINVAL;
1906         /* reject fields that are not defined for poll */
1907         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1908                 return -EINVAL;
1909
1910         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1911         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1912
1913         req->head = NULL;
1914         req->cancelled = false;
1915         req->work_scheduled = false;
1916         req->work_need_resched = false;
1917
1918         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1919         apt.pt._key = req->events;
1920         apt.iocb = aiocb;
1921         apt.queued = false;
1922         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1923
1924         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1925         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1926         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1927
1928         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1929         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1930         if (likely(apt.queued)) {
1931                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1932
1933                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1934                         /*
1935                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1936                          * completion work, or completed the request inline.
1937                          */
1938                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1939                                 cancel = true;
1940                         apt.error = 0;
1941                         mask = 0;
1942                 }
1943                 if (mask || apt.error) {
1944                         /* Steal to complete synchronously. */
1945                         list_del_init(&req->wait.entry);
1946                 } else if (cancel) {
1947                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1948                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1949                 } else if (on_queue) {
1950                         /*
1951                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1952                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1953                          */
1954                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1955                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1956                 }
1957                 if (on_queue)
1958                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1959         }
1960         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1961                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1962                 apt.error = 0;
1963         }
1964         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1965         if (mask)
1966                 iocb_put(aiocb);
1967         return apt.error;
1968 }
1969
1970 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1971                            struct iocb __user *user_iocb, struct aio_kiocb *req,
1972                            bool compat)
1973 {
1974         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1975         if (unlikely(!req->ki_filp))
1976                 return -EBADF;
1977
1978         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1979                 struct eventfd_ctx *eventfd;
1980                 /*
1981                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1982                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1983                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1984                  * event using the eventfd_signal() function.
1985                  */
1986                 eventfd = eventfd_ctx_fdget(iocb->aio_resfd);
1987                 if (IS_ERR(eventfd))
1988                         return PTR_ERR(eventfd);
1989
1990                 req->ki_eventfd = eventfd;
1991         }
1992
1993         if (unlikely(put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key))) {
1994                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1995                 return -EFAULT;
1996         }
1997
1998         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
1999         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
2000         req->ki_res.res = 0;
2001         req->ki_res.res2 = 0;
2002
2003         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
2004         case IOCB_CMD_PREAD:
2005                 return aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
2006         case IOCB_CMD_PWRITE:
2007                 return aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
2008         case IOCB_CMD_PREADV:
2009                 return aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
2010         case IOCB_CMD_PWRITEV:
2011                 return aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
2012         case IOCB_CMD_FSYNC:
2013                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
2014         case IOCB_CMD_FDSYNC:
2015                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
2016         case IOCB_CMD_POLL:
2017                 return aio_poll(req, iocb);
2018         default:
2019                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
2020                 return -EINVAL;
2021         }
2022 }
2023
2024 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
2025                          bool compat)
2026 {
2027         struct aio_kiocb *req;
2028         struct iocb iocb;
2029         int err;
2030
2031         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
2032                 return -EFAULT;
2033
2034         /* enforce forwards compatibility on users */
2035         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
2036                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
2037                 return -EINVAL;
2038         }
2039
2040         /* prevent overflows */
2041         if (unlikely(
2042             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
2043             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
2044             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
2045            )) {
2046                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
2047                 return -EINVAL;
2048         }
2049
2050         req = aio_get_req(ctx);
2051         if (unlikely(!req))
2052                 return -EAGAIN;
2053
2054         err = __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, req, compat);
2055
2056         /* Done with the synchronous reference */
2057         iocb_put(req);
2058
2059         /*
2060          * If err is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2061          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2062          * means that we need to destroy req ourselves.
2063          */
2064         if (unlikely(err)) {
2065                 iocb_destroy(req);
2066                 put_reqs_available(ctx, 1);
2067         }
2068         return err;
2069 }
2070
2071 /* sys_io_submit:
2072  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2073  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2074  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2075  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2076  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2077  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2078  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2079  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2080  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2081  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2082  */
2083 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2084                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2085 {
2086         struct kioctx *ctx;
2087         long ret = 0;
2088         int i = 0;
2089         struct blk_plug plug;
2090
2091         if (unlikely(nr < 0))
2092                 return -EINVAL;
2093
2094         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2095         if (unlikely(!ctx)) {
2096                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2097                 return -EINVAL;
2098         }
2099
2100         if (nr > ctx->nr_events)
2101                 nr = ctx->nr_events;
2102
2103         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2104                 blk_start_plug(&plug);
2105         for (i = 0; i < nr; i++) {
2106                 struct iocb __user *user_iocb;
2107
2108                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2109                         ret = -EFAULT;
2110                         break;
2111                 }
2112
2113                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2114                 if (ret)
2115                         break;
2116         }
2117         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2118                 blk_finish_plug(&plug);
2119
2120         percpu_ref_put(&ctx->users);
2121         return i ? i : ret;
2122 }
2123
2124 #ifdef CONFIG_COMPAT
2125 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2126                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2127 {
2128         struct kioctx *ctx;
2129         long ret = 0;
2130         int i = 0;
2131         struct blk_plug plug;
2132
2133         if (unlikely(nr < 0))
2134                 return -EINVAL;
2135
2136         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2137         if (unlikely(!ctx)) {
2138                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2139                 return -EINVAL;
2140         }
2141
2142         if (nr > ctx->nr_events)
2143                 nr = ctx->nr_events;
2144
2145         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2146                 blk_start_plug(&plug);
2147         for (i = 0; i < nr; i++) {
2148                 compat_uptr_t user_iocb;
2149
2150                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2151                         ret = -EFAULT;
2152                         break;
2153                 }
2154
2155                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2156                 if (ret)
2157                         break;
2158         }
2159         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2160                 blk_finish_plug(&plug);
2161
2162         percpu_ref_put(&ctx->users);
2163         return i ? i : ret;
2164 }
2165 #endif
2166
2167 /* sys_io_cancel:
2168  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit(). If the
2169  *      operation is successfully cancelled 0 is returned. May fail with
2170  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid. May
2171  *      fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is invalid. Will
2172  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2173  */
2174 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2175                 struct io_event __user *, result)
2176 {
2177         struct kioctx *ctx;
2178         struct aio_kiocb *kiocb;
2179         int ret = -EINVAL;
2180         u32 key;
2181         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2182
2183         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2184                 return -EFAULT;
2185         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2186                 return -EINVAL;
2187
2188         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2189         if (unlikely(!ctx))
2190                 return -EINVAL;
2191
2192         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2193         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2194         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2195                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2196                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2197                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2198                         break;
2199                 }
2200         }
2201         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2202
2203         /*
2204          * The result argument is no longer used - the io_event is always
2205          * delivered via the ring buffer.
2206          */
2207         if (ret == 0 && kiocb->rw.ki_flags & IOCB_AIO_RW)
2208                 aio_complete_rw(&kiocb->rw, -EINTR);
2209
2210         percpu_ref_put(&ctx->users);
2211
2212         return ret;
2213 }
2214
2215 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2216                 long min_nr,
2217                 long nr,
2218                 struct io_event __user *events,
2219                 struct timespec64 *ts)
2220 {
2221         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2222         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2223         long ret = -EINVAL;
2224
2225         if (likely(ioctx)) {
2226                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2227                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2228                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2229         }
2230
2231         return ret;
2232 }
2233
2234 /* io_getevents:
2235  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2236  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2237  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2238  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2239  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2240  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2241  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2242  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2243  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2244  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2245  */
2246 #ifdef CONFIG_64BIT
2247
2248 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2249                 long, min_nr,
2250                 long, nr,
2251                 struct io_event __user *, events,
2252                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2253 {
2254         struct timespec64       ts;
2255         int                     ret;
2256
2257         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2258                 return -EFAULT;
2259
2260         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2261         if (!ret && signal_pending(current))
2262                 ret = -EINTR;
2263         return ret;
2264 }
2265
2266 #endif
2267
2268 struct __aio_sigset {
2269         const sigset_t __user   *sigmask;
2270         size_t          sigsetsize;
2271 };
2272
2273 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2274                 aio_context_t, ctx_id,
2275                 long, min_nr,
2276                 long, nr,
2277                 struct io_event __user *, events,
2278                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2279                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2280 {
2281         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2282         struct timespec64       ts;
2283         bool interrupted;
2284         int ret;
2285
2286         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2287                 return -EFAULT;
2288
2289         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2290                 return -EFAULT;
2291
2292         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2293         if (ret)
2294                 return ret;
2295
2296         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2297
2298         interrupted = signal_pending(current);
2299         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2300         if (interrupted && !ret)
2301                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2302
2303         return ret;
2304 }
2305
2306 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2307
2308 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2309                 aio_context_t, ctx_id,
2310                 long, min_nr,
2311                 long, nr,
2312                 struct io_event __user *, events,
2313                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2314                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2315 {
2316         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2317         struct timespec64       ts;
2318         bool interrupted;
2319         int ret;
2320
2321         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2322                 return -EFAULT;
2323
2324         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2325                 return -EFAULT;
2326
2327
2328         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2329         if (ret)
2330                 return ret;
2331
2332         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2333
2334         interrupted = signal_pending(current);
2335         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2336         if (interrupted && !ret)
2337                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2338
2339         return ret;
2340 }
2341
2342 #endif
2343
2344 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2345
2346 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2347                 __s32, min_nr,
2348                 __s32, nr,
2349                 struct io_event __user *, events,
2350                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2351 {
2352         struct timespec64 t;
2353         int ret;
2354
2355         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2356                 return -EFAULT;
2357
2358         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2359         if (!ret && signal_pending(current))
2360                 ret = -EINTR;
2361         return ret;
2362 }
2363
2364 #endif
2365
2366 #ifdef CONFIG_COMPAT
2367
2368 struct __compat_aio_sigset {
2369         compat_uptr_t           sigmask;
2370         compat_size_t           sigsetsize;
2371 };
2372
2373 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2374
2375 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2376                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2377                 compat_long_t, min_nr,
2378                 compat_long_t, nr,
2379                 struct io_event __user *, events,
2380                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2381                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2382 {
2383         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2384         struct timespec64 t;
2385         bool interrupted;
2386         int ret;
2387
2388         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2389                 return -EFAULT;
2390
2391         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2392                 return -EFAULT;
2393
2394         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2395         if (ret)
2396                 return ret;
2397
2398         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2399
2400         interrupted = signal_pending(current);
2401         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2402         if (interrupted && !ret)
2403                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2404
2405         return ret;
2406 }
2407
2408 #endif
2409
2410 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2411                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2412                 compat_long_t, min_nr,
2413                 compat_long_t, nr,
2414                 struct io_event __user *, events,
2415                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2416                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2417 {
2418         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2419         struct timespec64 t;
2420         bool interrupted;
2421         int ret;
2422
2423         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2424                 return -EFAULT;
2425
2426         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2427                 return -EFAULT;
2428
2429         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2430         if (ret)
2431                 return ret;
2432
2433         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2434
2435         interrupted = signal_pending(current);
2436         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2437         if (interrupted && !ret)
2438                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2439
2440         return ret;
2441 }
2442 #endif