Update to 3.4-final.
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / fs / aio.c
1 /*
2  *      An async IO implementation for Linux
3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
4  *
5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
6  *
7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
8  *
9  *      See ../COPYING for licensing terms.
10  */
11 #include <linux/kernel.h>
12 #include <linux/init.h>
13 #include <linux/errno.h>
14 #include <linux/time.h>
15 #include <linux/aio_abi.h>
16 #include <linux/export.h>
17 #include <linux/syscalls.h>
18 #include <linux/backing-dev.h>
19 #include <linux/uio.h>
20
21 #define DEBUG 0
22
23 #include <linux/sched.h>
24 #include <linux/fs.h>
25 #include <linux/file.h>
26 #include <linux/mm.h>
27 #include <linux/mman.h>
28 #include <linux/mmu_context.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/timer.h>
31 #include <linux/aio.h>
32 #include <linux/highmem.h>
33 #include <linux/workqueue.h>
34 #include <linux/security.h>
35 #include <linux/eventfd.h>
36 #include <linux/blkdev.h>
37 #include <linux/compat.h>
38
39 #include <asm/kmap_types.h>
40 #include <asm/uaccess.h>
41
42 #ifdef CONFIG_EPOLL
43 #include <linux/poll.h>
44 #include <linux/anon_inodes.h>
45 #endif
46
47 #if DEBUG > 1
48 #define dprintk         printk
49 #else
50 #define dprintk(x...)   do { ; } while (0)
51 #endif
52
53 /*------ sysctl variables----*/
54 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
55 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
56 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
57 /*----end sysctl variables---*/
58
59 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
60 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
61
62 static struct workqueue_struct *aio_wq;
63
64 /* Used for rare fput completion. */
65 static void aio_fput_routine(struct work_struct *);
66 static DECLARE_WORK(fput_work, aio_fput_routine);
67
68 static DEFINE_SPINLOCK(fput_lock);
69 static LIST_HEAD(fput_head);
70
71 static void aio_kick_handler(struct work_struct *);
72 static void aio_queue_work(struct kioctx *);
73
74 /* aio_setup
75  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
76  *      failure as this is done early during the boot sequence.
77  */
78 static int __init aio_setup(void)
79 {
80         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
81         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
82
83         aio_wq = alloc_workqueue("aio", 0, 1);  /* used to limit concurrency */
84         BUG_ON(!aio_wq);
85
86         pr_debug("aio_setup: sizeof(struct page) = %d\n", (int)sizeof(struct page));
87
88         return 0;
89 }
90 __initcall(aio_setup);
91
92 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
93 {
94         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
95         long i;
96
97         for (i=0; i<info->nr_pages; i++)
98                 put_page(info->ring_pages[i]);
99
100         if (info->mmap_size) {
101                 BUG_ON(ctx->mm != current->mm);
102                 vm_munmap(info->mmap_base, info->mmap_size);
103         }
104
105         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
106                 kfree(info->ring_pages);
107         info->ring_pages = NULL;
108         info->nr = 0;
109 }
110
111 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
112 {
113         struct aio_ring *ring;
114         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
115         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
116         unsigned long size;
117         int nr_pages;
118
119         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
120         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
121
122         size = sizeof(struct aio_ring);
123         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
124         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
125
126         if (nr_pages < 0)
127                 return -EINVAL;
128
129         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
130
131         info->nr = 0;
132         info->ring_pages = info->internal_pages;
133         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
134                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
135                 if (!info->ring_pages)
136                         return -ENOMEM;
137         }
138
139         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
140         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
141         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
142         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
143                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
144                                   0);
145         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
146                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
147                 info->mmap_size = 0;
148                 aio_free_ring(ctx);
149                 return -EAGAIN;
150         }
151
152         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
153         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
154                                         info->mmap_base, nr_pages, 
155                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
156         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
157
158         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
159                 aio_free_ring(ctx);
160                 return -EAGAIN;
161         }
162
163         ctx->user_id = info->mmap_base;
164
165         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
166
167         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
168         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
169         ring->id = ctx->user_id;
170         ring->head = ring->tail = 0;
171         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
172         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
173         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
174         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
175         kunmap_atomic(ring);
176
177         return 0;
178 }
179
180
181 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
182  * kmap_atomic().  Release the pointer with put_aio_ring_event();
183  */
184 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
185 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
186 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
187
188 #define aio_ring_event(info, nr) ({                                     \
189         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
190         struct io_event *__event;                                       \
191         __event = kmap_atomic(                                          \
192                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]); \
193         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
194         __event;                                                        \
195 })
196
197 #define put_aio_ring_event(event) do {          \
198         struct io_event *__event = (event);     \
199         (void)__event;                          \
200         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK)); \
201 } while(0)
202
203 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
204 {
205         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
206         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
207 }
208
209 /* __put_ioctx
210  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
211  *      and the struct needs to be freed.
212  */
213 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
214 {
215         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
216         BUG_ON(ctx->reqs_active);
217
218         cancel_delayed_work_sync(&ctx->wq);
219         aio_free_ring(ctx);
220         mmdrop(ctx->mm);
221         ctx->mm = NULL;
222         if (nr_events) {
223                 spin_lock(&aio_nr_lock);
224                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
225                 aio_nr -= nr_events;
226                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
227         }
228         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
229         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
230 }
231
232 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
233 {
234         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
235 }
236
237 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
238 {
239         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
240         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
241                 __put_ioctx(kioctx);
242 }
243
244 /* ioctx_alloc
245  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
246  */
247 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
248 {
249         struct mm_struct *mm;
250         struct kioctx *ctx;
251         int err = -ENOMEM;
252
253         /* Prevent overflows */
254         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
255             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
256                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
257                 return ERR_PTR(-EINVAL);
258         }
259
260         if (!nr_events || (unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
261                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
262
263         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
264         if (!ctx)
265                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
266
267         ctx->max_reqs = nr_events;
268         mm = ctx->mm = current->mm;
269         atomic_inc(&mm->mm_count);
270
271         atomic_set(&ctx->users, 2);
272         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
273         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
274         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
275
276         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
277         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
278         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
279
280         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
281                 goto out_freectx;
282
283         /* limit the number of system wide aios */
284         spin_lock(&aio_nr_lock);
285         if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
286             aio_nr + nr_events < aio_nr) {
287                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
288                 goto out_cleanup;
289         }
290         aio_nr += ctx->max_reqs;
291         spin_unlock(&aio_nr_lock);
292
293         /* now link into global list. */
294         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
295         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
296         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
297
298         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
299                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
300         return ctx;
301
302 out_cleanup:
303         err = -EAGAIN;
304         aio_free_ring(ctx);
305 out_freectx:
306         mmdrop(mm);
307         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
308         dprintk("aio: error allocating ioctx %d\n", err);
309         return ERR_PTR(err);
310 }
311
312 /* kill_ctx
313  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
314  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
315  *      the rapid destruction of the kioctx.
316  */
317 static void kill_ctx(struct kioctx *ctx)
318 {
319         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
320         struct task_struct *tsk = current;
321         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
322         struct io_event res;
323
324         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
325         ctx->dead = 1;
326         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
327                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
328                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
329                 list_del_init(&iocb->ki_list);
330                 cancel = iocb->ki_cancel;
331                 kiocbSetCancelled(iocb);
332                 if (cancel) {
333                         iocb->ki_users++;
334                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
335                         cancel(iocb, &res);
336                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
337                 }
338         }
339
340         if (!ctx->reqs_active)
341                 goto out;
342
343         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
344         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
345         while (ctx->reqs_active) {
346                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
347                 io_schedule();
348                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
349                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
350         }
351         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
352         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
353
354 out:
355         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
356 }
357
358 /* wait_on_sync_kiocb:
359  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
360  */
361 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
362 {
363         while (iocb->ki_users) {
364                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
365                 if (!iocb->ki_users)
366                         break;
367                 io_schedule();
368         }
369         __set_current_state(TASK_RUNNING);
370         return iocb->ki_user_data;
371 }
372 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
373
374 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
375  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
376  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
377  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
378  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
379  * associated with the request (held via struct page * references).
380  */
381 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
382 {
383         struct kioctx *ctx;
384
385         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
386                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
387                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
388
389                 kill_ctx(ctx);
390
391                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
392                         printk(KERN_DEBUG
393                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
394                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
395                                 ctx->reqs_active);
396                 /*
397                  * We don't need to bother with munmap() here -
398                  * exit_mmap(mm) is coming and it'll unmap everything.
399                  * Since aio_free_ring() uses non-zero ->mmap_size
400                  * as indicator that it needs to unmap the area,
401                  * just set it to 0; aio_free_ring() is the only
402                  * place that uses ->mmap_size, so it's safe.
403                  * That way we get all munmap done to current->mm -
404                  * all other callers have ctx->mm == current->mm.
405                  */
406                 ctx->ring_info.mmap_size = 0;
407                 put_ioctx(ctx);
408         }
409 }
410
411 /* aio_get_req
412  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
413  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
414  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
415  *
416  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
417  * an extra reference while submitting the i/o.
418  * This prevents races between the aio code path referencing the
419  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
420  */
421 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
422 {
423         struct kiocb *req = NULL;
424
425         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
426         if (unlikely(!req))
427                 return NULL;
428
429         req->ki_flags = 0;
430         req->ki_users = 2;
431         req->ki_key = 0;
432         req->ki_ctx = ctx;
433         req->ki_cancel = NULL;
434         req->ki_retry = NULL;
435         req->ki_dtor = NULL;
436         req->private = NULL;
437         req->ki_iovec = NULL;
438         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
439         req->ki_eventfd = NULL;
440
441         return req;
442 }
443
444 /*
445  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
446  * times the ctx lock is acquired and released.
447  */
448 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
449 struct kiocb_batch {
450         struct list_head head;
451         long count; /* number of requests left to allocate */
452 };
453
454 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
455 {
456         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
457         batch->count = total;
458 }
459
460 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
461 {
462         struct kiocb *req, *n;
463
464         if (list_empty(&batch->head))
465                 return;
466
467         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
468         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
469                 list_del(&req->ki_batch);
470                 list_del(&req->ki_list);
471                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
472                 ctx->reqs_active--;
473         }
474         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
475                 wake_up_all(&ctx->wait);
476         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
477 }
478
479 /*
480  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
481  * context lock a lot during setup.
482  */
483 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
484 {
485         unsigned short allocated, to_alloc;
486         long avail;
487         bool called_fput = false;
488         struct kiocb *req, *n;
489         struct aio_ring *ring;
490
491         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
492         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
493                 req = __aio_get_req(ctx);
494                 if (!req)
495                         /* allocation failed, go with what we've got */
496                         break;
497                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
498         }
499
500         if (allocated == 0)
501                 goto out;
502
503 retry:
504         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
505         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
506
507         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
508         BUG_ON(avail < 0);
509         if (avail == 0 && !called_fput) {
510                 /*
511                  * Handle a potential starvation case.  It is possible that
512                  * we hold the last reference on a struct file, causing us
513                  * to delay the final fput to non-irq context.  In this case,
514                  * ctx->reqs_active is artificially high.  Calling the fput
515                  * routine here may free up a slot in the event completion
516                  * ring, allowing this allocation to succeed.
517                  */
518                 kunmap_atomic(ring);
519                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
520                 aio_fput_routine(NULL);
521                 called_fput = true;
522                 goto retry;
523         }
524
525         if (avail < allocated) {
526                 /* Trim back the number of requests. */
527                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
528                         list_del(&req->ki_batch);
529                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
530                         if (--allocated <= avail)
531                                 break;
532                 }
533         }
534
535         batch->count -= allocated;
536         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
537                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
538                 ctx->reqs_active++;
539         }
540
541         kunmap_atomic(ring);
542         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
543
544 out:
545         return allocated;
546 }
547
548 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
549                                         struct kiocb_batch *batch)
550 {
551         struct kiocb *req;
552
553         if (list_empty(&batch->head))
554                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
555                         return NULL;
556         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
557         list_del(&req->ki_batch);
558         return req;
559 }
560
561 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
562 {
563         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
564
565         if (req->ki_eventfd != NULL)
566                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
567         if (req->ki_dtor)
568                 req->ki_dtor(req);
569         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
570                 kfree(req->ki_iovec);
571         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
572         ctx->reqs_active--;
573
574         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
575                 wake_up_all(&ctx->wait);
576 }
577
578 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
579 {
580         spin_lock_irq(&fput_lock);
581         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
582                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
583                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
584
585                 list_del(&req->ki_list);
586                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
587
588                 /* Complete the fput(s) */
589                 if (req->ki_filp != NULL)
590                         fput(req->ki_filp);
591
592                 /* Link the iocb into the context's free list */
593                 rcu_read_lock();
594                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
595                 really_put_req(ctx, req);
596                 /*
597                  * at that point ctx might've been killed, but actual
598                  * freeing is RCU'd
599                  */
600                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
601                 rcu_read_unlock();
602
603                 spin_lock_irq(&fput_lock);
604         }
605         spin_unlock_irq(&fput_lock);
606 }
607
608 /* __aio_put_req
609  *      Returns true if this put was the last user of the request.
610  */
611 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
612 {
613         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
614                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
615
616         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
617
618         req->ki_users--;
619         BUG_ON(req->ki_users < 0);
620         if (likely(req->ki_users))
621                 return 0;
622         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
623         req->ki_cancel = NULL;
624         req->ki_retry = NULL;
625
626         /*
627          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
628          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
629          * we would not be holding the last reference to the file*, so
630          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
631          */
632         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
633                 spin_lock(&fput_lock);
634                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
635                 spin_unlock(&fput_lock);
636                 schedule_work(&fput_work);
637         } else {
638                 req->ki_filp = NULL;
639                 really_put_req(ctx, req);
640         }
641         return 1;
642 }
643
644 /* aio_put_req
645  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
646  *      false if the request is still in use.
647  */
648 int aio_put_req(struct kiocb *req)
649 {
650         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
651         int ret;
652         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
653         ret = __aio_put_req(ctx, req);
654         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
655         return ret;
656 }
657 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
658
659 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
660 {
661         struct mm_struct *mm = current->mm;
662         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
663         struct hlist_node *n;
664
665         rcu_read_lock();
666
667         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
668                 /*
669                  * RCU protects us against accessing freed memory but
670                  * we have to be careful not to get a reference when the
671                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
672                  * is unreliable because of races).
673                  */
674                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
675                         ret = ctx;
676                         break;
677                 }
678         }
679
680         rcu_read_unlock();
681         return ret;
682 }
683
684 /*
685  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
686  * has already been marked as kicked, and places it on
687  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
688  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
689  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
690  * queue to process it), or 0, if it found that it was
691  * already queued.
692  */
693 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
694 {
695         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
696
697         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
698
699         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
700                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
701                         &ctx->run_list);
702                 return 1;
703         }
704         return 0;
705 }
706
707 /* aio_run_iocb
708  *      This is the core aio execution routine. It is
709  *      invoked both for initial i/o submission and
710  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
711  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
712  *      already held. The lock is released and reacquired
713  *      as needed during processing.
714  *
715  * Calls the iocb retry method (already setup for the
716  * iocb on initial submission) for operation specific
717  * handling, but takes care of most of common retry
718  * execution details for a given iocb. The retry method
719  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
720  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
721  * retry kernel thread.
722  *
723  * The trickier parts in this code have to do with
724  * ensuring that only one retry instance is in progress
725  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
726  * simplifies the coding of individual aio operations as
727  * it avoids various potential races.
728  */
729 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
730 {
731         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
732         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
733         ssize_t ret;
734
735         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
736                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
737                 return 0;
738         }
739
740         /*
741          * We don't want the next retry iteration for this
742          * operation to start until this one has returned and
743          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
744          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
745          * meantime, indicating that data is available for the next
746          * iteration. We want to remember that and enable the
747          * next retry iteration _after_ we are through with
748          * this one.
749          *
750          * So, in order to be able to register a "kick", but
751          * prevent it from being queued now, we clear the kick
752          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
753          * still on the run list until we are actually done.
754          * When we are done with this iteration, we check if
755          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
756          * it up afresh.
757          */
758
759         kiocbClearKicked(iocb);
760
761         /*
762          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
763          * pull the iocb off the run list (We can't just call
764          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
765          * queue this on the run list yet)
766          */
767         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
768         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
769
770         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
771         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
772                 ret = -EINTR;
773                 aio_complete(iocb, ret, 0);
774                 /* must not access the iocb after this */
775                 goto out;
776         }
777
778         /*
779          * Now we are all set to call the retry method in async
780          * context.
781          */
782         ret = retry(iocb);
783
784         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
785                 /*
786                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
787                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
788                  */
789                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
790                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
791                         ret = -EINTR;
792                 aio_complete(iocb, ret, 0);
793         }
794 out:
795         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
796
797         if (-EIOCBRETRY == ret) {
798                 /*
799                  * OK, now that we are done with this iteration
800                  * and know that there is more left to go,
801                  * this is where we let go so that a subsequent
802                  * "kick" can start the next iteration
803                  */
804
805                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
806                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
807                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
808                  * has already been kicked */
809                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
810                         __queue_kicked_iocb(iocb);
811
812                         /*
813                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
814                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
815                          * be safe to unconditionally queue the context into the
816                          * work queue.
817                          */
818                         aio_queue_work(ctx);
819                 }
820         }
821         return ret;
822 }
823
824 /*
825  * __aio_run_iocbs:
826  *      Process all pending retries queued on the ioctx
827  *      run list.
828  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
829  * context.
830  */
831 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
832 {
833         struct kiocb *iocb;
834         struct list_head run_list;
835
836         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
837
838         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
839         while (!list_empty(&run_list)) {
840                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
841                         ki_run_list);
842                 list_del(&iocb->ki_run_list);
843                 /*
844                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
845                  */
846                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
847                 aio_run_iocb(iocb);
848                 __aio_put_req(ctx, iocb);
849         }
850         if (!list_empty(&ctx->run_list))
851                 return 1;
852         return 0;
853 }
854
855 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
856 {
857         unsigned long timeout;
858         /*
859          * if someone is waiting, get the work started right
860          * away, otherwise, use a longer delay
861          */
862         smp_mb();
863         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
864                 timeout = 1;
865         else
866                 timeout = HZ/10;
867         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
868 }
869
870 /*
871  * aio_run_all_iocbs:
872  *      Process all pending retries queued on the ioctx
873  *      run list, and keep running them until the list
874  *      stays empty.
875  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
876  */
877 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
878 {
879         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
880         while (__aio_run_iocbs(ctx))
881                 ;
882         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
883 }
884
885 /*
886  * aio_kick_handler:
887  *      Work queue handler triggered to process pending
888  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
889  *      mm context before running the iocbs, so that
890  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
891  *      space.
892  * Run on aiod's context.
893  */
894 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
895 {
896         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
897         mm_segment_t oldfs = get_fs();
898         struct mm_struct *mm;
899         int requeue;
900
901         set_fs(USER_DS);
902         use_mm(ctx->mm);
903         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
904         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
905         mm = ctx->mm;
906         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
907         unuse_mm(mm);
908         set_fs(oldfs);
909         /*
910          * we're in a worker thread already; no point using non-zero delay
911          */
912         if (requeue)
913                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
914 }
915
916
917 /*
918  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
919  * and if required activate the aio work queue to process
920  * it
921  */
922 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
923 {
924         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
925         unsigned long flags;
926         int run = 0;
927
928         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
929         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
930          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
931         if (!kiocbTryKick(iocb))
932                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
933         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
934         if (run)
935                 aio_queue_work(ctx);
936 }
937
938 /*
939  * kick_iocb:
940  *      Called typically from a wait queue callback context
941  *      to trigger a retry of the iocb.
942  *      The retry is usually executed by aio workqueue
943  *      threads (See aio_kick_handler).
944  */
945 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
946 {
947         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
948          * single context. */
949         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
950                 kiocbSetKicked(iocb);
951                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
952                 return;
953         }
954
955         try_queue_kicked_iocb(iocb);
956 }
957 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
958
959 /* aio_complete
960  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
961  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
962  *      only other user of the request can be the cancellation code.
963  */
964 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
965 {
966         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
967         struct aio_ring_info    *info;
968         struct aio_ring *ring;
969         struct io_event *event;
970         unsigned long   flags;
971         unsigned long   tail;
972         int             ret;
973
974         /*
975          * Special case handling for sync iocbs:
976          *  - events go directly into the iocb for fast handling
977          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
978          *    ref, no other paths have a way to get another ref
979          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
980          */
981         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
982                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
983                 iocb->ki_user_data = res;
984                 iocb->ki_users = 0;
985                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
986                 return 1;
987         }
988
989         info = &ctx->ring_info;
990
991         /* add a completion event to the ring buffer.
992          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
993          * other code from messing with the tail
994          * pointer since we might be called from irq
995          * context.
996          */
997         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
998
999         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
1000                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
1001
1002         /*
1003          * cancelled requests don't get events, userland was given one
1004          * when the event got cancelled.
1005          */
1006         if (kiocbIsCancelled(iocb))
1007                 goto put_rq;
1008
1009         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1010
1011         tail = info->tail;
1012         event = aio_ring_event(info, tail);
1013         if (++tail >= info->nr)
1014                 tail = 0;
1015
1016         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
1017         event->data = iocb->ki_user_data;
1018         event->res = res;
1019         event->res2 = res2;
1020
1021         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1022                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1023                 res, res2);
1024
1025         /* after flagging the request as done, we
1026          * must never even look at it again
1027          */
1028         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1029
1030         info->tail = tail;
1031         ring->tail = tail;
1032
1033         put_aio_ring_event(event);
1034         kunmap_atomic(ring);
1035
1036         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1037
1038         /*
1039          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1040          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1041          * from IRQ context.
1042          */
1043         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1044                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1045
1046 put_rq:
1047         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1048         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1049
1050         /*
1051          * We have to order our ring_info tail store above and test
1052          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1053          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1054          * ordered with the unlocked test.
1055          */
1056         smp_mb();
1057
1058         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1059                 wake_up(&ctx->wait);
1060
1061 #ifdef CONFIG_EPOLL
1062         if (ctx->file && waitqueue_active(&ctx->poll_wait))
1063                 wake_up(&ctx->poll_wait);
1064 #endif
1065
1066         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1067         return ret;
1068 }
1069 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1070
1071 /* aio_read_evt
1072  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1073  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1074  *      If ent parameter is 0, just returns the number of events that would
1075  *      be fetched.
1076  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1077  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1078  */
1079 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1080 {
1081         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1082         struct aio_ring *ring;
1083         unsigned long head;
1084         int ret = 0;
1085
1086         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0]);
1087         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1088                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1089                  (unsigned long)ring->nr);
1090
1091         if (ring->head == ring->tail)
1092                 goto out;
1093
1094         spin_lock(&info->ring_lock);
1095
1096         head = ring->head % info->nr;
1097         if (head != ring->tail) {
1098                 if (ent) { /* event requested */
1099                         struct io_event *evp = aio_ring_event(info, head);
1100                         *ent = *evp;
1101                         head = (head + 1) % info->nr;
1102                         /* finish reading the event before updatng the head */
1103                         smp_mb();
1104                         ring->head = head;
1105                         ret = 1;
1106                         put_aio_ring_event(evp);
1107                 } else /* only need to know availability */
1108                         ret = 1;
1109         }
1110         spin_unlock(&info->ring_lock);
1111
1112 out:
1113         kunmap_atomic(ring);
1114         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1115                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1116         return ret;
1117 }
1118
1119 struct aio_timeout {
1120         struct timer_list       timer;
1121         int                     timed_out;
1122         struct task_struct      *p;
1123 };
1124
1125 static void timeout_func(unsigned long data)
1126 {
1127         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1128
1129         to->timed_out = 1;
1130         wake_up_process(to->p);
1131 }
1132
1133 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1134 {
1135         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1136         to->timed_out = 0;
1137         to->p = current;
1138 }
1139
1140 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1141                                const struct timespec *ts)
1142 {
1143         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1144         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1145                 add_timer(&to->timer);
1146         else
1147                 to->timed_out = 1;
1148 }
1149
1150 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1151 {
1152         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1153 }
1154
1155 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1156                         long min_nr, long nr,
1157                         struct io_event __user *event,
1158                         struct timespec __user *timeout)
1159 {
1160         long                    start_jiffies = jiffies;
1161         struct task_struct      *tsk = current;
1162         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1163         int                     ret;
1164         int                     i = 0;
1165         struct io_event         ent;
1166         struct aio_timeout      to;
1167         int                     retry = 0;
1168
1169         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1170          * any, but C is fun!
1171          */
1172         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1173 retry:
1174         ret = 0;
1175         while (likely(i < nr)) {
1176                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1177                 if (unlikely(ret <= 0))
1178                         break;
1179
1180                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1181                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1182
1183                 /* Could we split the check in two? */
1184                 ret = -EFAULT;
1185                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1186                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1187                         break;
1188                 }
1189                 ret = 0;
1190
1191                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1192                 event ++;
1193                 i ++;
1194         }
1195
1196         if (min_nr <= i)
1197                 return i;
1198         if (ret)
1199                 return ret;
1200
1201         /* End fast path */
1202
1203         /* racey check, but it gets redone */
1204         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1205                 retry = 1;
1206                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1207                 goto retry;
1208         }
1209
1210         init_timeout(&to);
1211         if (timeout) {
1212                 struct timespec ts;
1213                 ret = -EFAULT;
1214                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1215                         goto out;
1216
1217                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1218         }
1219
1220         while (likely(i < nr)) {
1221                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1222                 do {
1223                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1224                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1225                         if (ret)
1226                                 break;
1227                         if (min_nr <= i)
1228                                 break;
1229                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1230                                 ret = -EINVAL;
1231                                 break;
1232                         }
1233                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1234                                 break;
1235                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1236                          *  in flight */
1237                         if (ctx->reqs_active)
1238                                 io_schedule();
1239                         else
1240                                 schedule();
1241                         if (signal_pending(tsk)) {
1242                                 ret = -EINTR;
1243                                 break;
1244                         }
1245                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1246                 } while (1) ;
1247
1248                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1249                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1250
1251                 if (unlikely(ret <= 0))
1252                         break;
1253
1254                 ret = -EFAULT;
1255                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1256                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1257                         break;
1258                 }
1259
1260                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1261                 event ++;
1262                 i ++;
1263         }
1264
1265         if (timeout)
1266                 clear_timeout(&to);
1267 out:
1268         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1269         return i ? i : ret;
1270 }
1271
1272 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1273  * against races with itself via ->dead.
1274  */
1275 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1276 {
1277         struct mm_struct *mm = current->mm;
1278         int was_dead;
1279
1280         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1281         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1282         was_dead = ioctx->dead;
1283         ioctx->dead = 1;
1284         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1285         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1286
1287         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1288         if (likely(!was_dead))
1289                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1290
1291         kill_ctx(ioctx);
1292
1293 #ifdef CONFIG_EPOLL
1294         /* forget the poll file, but it's up to the user to close it */
1295         if (ioctx->file) {
1296                 fput(ioctx->file);
1297                 ioctx->file->private_data = 0;
1298                 ioctx->file = 0;
1299         }
1300 #endif
1301
1302         /*
1303          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1304          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1305          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1306          */
1307         wake_up_all(&ioctx->wait);
1308 }
1309
1310 #ifdef CONFIG_EPOLL
1311
1312 static int aio_queue_fd_close(struct inode *inode, struct file *file)
1313 {
1314         struct kioctx *ioctx = file->private_data;
1315         if (ioctx) {
1316                 file->private_data = 0;
1317                 spin_lock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1318                 ioctx->file = 0;
1319                 spin_unlock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1320                 fput(file);
1321         }
1322         return 0;
1323 }
1324
1325 static unsigned int aio_queue_fd_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1326 {       unsigned int pollflags = 0;
1327         struct kioctx *ioctx = file->private_data;
1328
1329         if (ioctx) {
1330
1331                 spin_lock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1332                 /* Insert inside our poll wait queue */
1333                 poll_wait(file, &ioctx->poll_wait, wait);
1334
1335                 /* Check our condition */
1336                 if (aio_read_evt(ioctx, 0))
1337                         pollflags = POLLIN | POLLRDNORM;
1338                 spin_unlock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1339         }
1340
1341         return pollflags;
1342 }
1343
1344 static const struct file_operations aioq_fops = {
1345         .release        = aio_queue_fd_close,
1346         .poll           = aio_queue_fd_poll
1347 };
1348
1349 /* make_aio_fd:
1350  *  Create a file descriptor that can be used to poll the event queue.
1351  *  Based on the excellent epoll code.
1352  */
1353
1354 static int make_aio_fd(struct kioctx *ioctx)
1355 {
1356         int fd;
1357         struct file *file;
1358
1359         fd = anon_inode_getfd("[aioq]", &aioq_fops, ioctx, 0);
1360         if (fd < 0)
1361                 return fd;
1362
1363         /* associate the file with the IO context */
1364         file = fget(fd);
1365         if (!file)
1366                 return -EBADF;
1367         file->private_data = ioctx;
1368         ioctx->file = file;
1369         init_waitqueue_head(&ioctx->poll_wait);
1370         return fd;
1371 }
1372 #endif
1373
1374 /* sys_io_setup:
1375  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1376  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1377  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1378  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1379  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1380  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1381  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1382  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1383  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1384  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1385  *      implemented.
1386  *
1387  *      To request a selectable fd, the user context has to be initialized
1388  *      to 1, instead of 0, and the return value is the fd.
1389  *      This keeps the system call compatible, since a non-zero value
1390  *      was not allowed so far.
1391  */
1392 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1393 {
1394         struct kioctx *ioctx = NULL;
1395         unsigned long ctx;
1396         long ret;
1397         int make_fd = 0;
1398
1399         ret = get_user(ctx, ctxp);
1400         if (unlikely(ret))
1401                 goto out;
1402
1403         ret = -EINVAL;
1404 #ifdef CONFIG_EPOLL
1405         if (ctx == 1) {
1406                 make_fd = 1;
1407                 ctx = 0;
1408         }
1409 #endif
1410         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1411                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1412                          ctx, nr_events);
1413                 goto out;
1414         }
1415
1416         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1417         ret = PTR_ERR(ioctx);
1418         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1419                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1420 #ifdef CONFIG_EPOLL
1421                 if (make_fd && !ret)
1422                         ret = make_aio_fd(ioctx);
1423 #endif
1424                 if (ret < 0)
1425                         io_destroy(ioctx);
1426                 put_ioctx(ioctx);
1427         }
1428
1429 out:
1430         return ret;
1431 }
1432
1433 /* sys_io_destroy:
1434  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1435  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1436  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1437  *      is invalid.
1438  */
1439 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1440 {
1441         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1442         if (likely(NULL != ioctx)) {
1443                 io_destroy(ioctx);
1444                 put_ioctx(ioctx);
1445                 return 0;
1446         }
1447         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1448         return -EINVAL;
1449 }
1450
1451 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1452 {
1453         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1454
1455         BUG_ON(ret <= 0);
1456
1457         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1458                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1459                 iov->iov_base += this;
1460                 iov->iov_len -= this;
1461                 iocb->ki_left -= this;
1462                 ret -= this;
1463                 if (iov->iov_len == 0) {
1464                         iocb->ki_cur_seg++;
1465                         iov++;
1466                 }
1467         }
1468
1469         /* the caller should not have done more io than what fit in
1470          * the remaining iovecs */
1471         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1472 }
1473
1474 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1475 {
1476         struct file *file = iocb->ki_filp;
1477         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1478         struct inode *inode = mapping->host;
1479         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1480                          unsigned long, loff_t);
1481         ssize_t ret = 0;
1482         unsigned short opcode;
1483
1484         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1485                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1486                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1487                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1488         } else {
1489                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1490                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1491         }
1492
1493         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1494         if (iocb->ki_pos < 0)
1495                 return -EINVAL;
1496
1497         do {
1498                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1499                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1500                             iocb->ki_pos);
1501                 if (ret > 0)
1502                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1503
1504         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1505          * regular file. */
1506         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1507                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1508                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1509
1510         /* This means we must have transferred all that we could */
1511         /* No need to retry anymore */
1512         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1513                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1514
1515         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1516          * the eventual error. */
1517         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1518             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1519             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1520                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1521
1522         return ret;
1523 }
1524
1525 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1526 {
1527         struct file *file = iocb->ki_filp;
1528         ssize_t ret = -EINVAL;
1529
1530         if (file->f_op->aio_fsync)
1531                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1532         return ret;
1533 }
1534
1535 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1536 {
1537         struct file *file = iocb->ki_filp;
1538         ssize_t ret = -EINVAL;
1539
1540         if (file->f_op->aio_fsync)
1541                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1542         return ret;
1543 }
1544
1545 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1546 {
1547         ssize_t ret;
1548
1549 #ifdef CONFIG_COMPAT
1550         if (compat)
1551                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1552                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1553                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1554                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1555         else
1556 #endif
1557                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1558                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1559                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1560                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1561         if (ret < 0)
1562                 goto out;
1563
1564         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1565         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1566         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1567         kiocb->ki_nbytes = ret;
1568         kiocb->ki_left = ret;
1569
1570         ret = 0;
1571 out:
1572         return ret;
1573 }
1574
1575 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1576 {
1577         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1578         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1579         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1580         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1581         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1582         return 0;
1583 }
1584
1585 /*
1586  * aio_setup_iocb:
1587  *      Performs the initial checks and aio retry method
1588  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1589  */
1590 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1591 {
1592         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1593         ssize_t ret = 0;
1594
1595         switch (kiocb->ki_opcode) {
1596         case IOCB_CMD_PREAD:
1597                 ret = -EBADF;
1598                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1599                         break;
1600                 ret = -EFAULT;
1601                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1602                         kiocb->ki_left)))
1603                         break;
1604                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1605                 if (unlikely(ret))
1606                         break;
1607                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1608                 if (ret)
1609                         break;
1610                 ret = -EINVAL;
1611                 if (file->f_op->aio_read)
1612                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1613                 break;
1614         case IOCB_CMD_PWRITE:
1615                 ret = -EBADF;
1616                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1617                         break;
1618                 ret = -EFAULT;
1619                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1620                         kiocb->ki_left)))
1621                         break;
1622                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1623                 if (unlikely(ret))
1624                         break;
1625                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1626                 if (ret)
1627                         break;
1628                 ret = -EINVAL;
1629                 if (file->f_op->aio_write)
1630                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1631                 break;
1632         case IOCB_CMD_PREADV:
1633                 ret = -EBADF;
1634                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1635                         break;
1636                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1637                 if (unlikely(ret))
1638                         break;
1639                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1640                 if (ret)
1641                         break;
1642                 ret = -EINVAL;
1643                 if (file->f_op->aio_read)
1644                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1645                 break;
1646         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1647                 ret = -EBADF;
1648                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1649                         break;
1650                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1651                 if (unlikely(ret))
1652                         break;
1653                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1654                 if (ret)
1655                         break;
1656                 ret = -EINVAL;
1657                 if (file->f_op->aio_write)
1658                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1659                 break;
1660         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1661                 ret = -EINVAL;
1662                 if (file->f_op->aio_fsync)
1663                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1664                 break;
1665         case IOCB_CMD_FSYNC:
1666                 ret = -EINVAL;
1667                 if (file->f_op->aio_fsync)
1668                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1669                 break;
1670         default:
1671                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1672                 ret = -EINVAL;
1673         }
1674
1675         if (!kiocb->ki_retry)
1676                 return ret;
1677
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1682                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1683                          bool compat)
1684 {
1685         struct kiocb *req;
1686         struct file *file;
1687         ssize_t ret;
1688
1689         /* enforce forwards compatibility on users */
1690         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1691                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1692                 return -EINVAL;
1693         }
1694
1695         /* prevent overflows */
1696         if (unlikely(
1697             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1698             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1699             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1700            )) {
1701                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1702                 return -EINVAL;
1703         }
1704
1705         file = fget(iocb->aio_fildes);
1706         if (unlikely(!file))
1707                 return -EBADF;
1708
1709         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1710         if (unlikely(!req)) {
1711                 fput(file);
1712                 return -EAGAIN;
1713         }
1714         req->ki_filp = file;
1715         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1716                 /*
1717                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1718                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1719                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1720                  * event using the eventfd_signal() function.
1721                  */
1722                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1723                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1724                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1725                         req->ki_eventfd = NULL;
1726                         goto out_put_req;
1727                 }
1728         }
1729
1730         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1731         if (unlikely(ret)) {
1732                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1733                 goto out_put_req;
1734         }
1735
1736         req->ki_obj.user = user_iocb;
1737         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1738         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1739
1740         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1741         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1742         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1743
1744         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1745
1746         if (ret)
1747                 goto out_put_req;
1748
1749         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1750         /*
1751          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1752          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1753          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1754          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1755          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1756          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1757          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1758          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1759          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1760          * finish.
1761          */
1762         if (ctx->dead) {
1763                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1764                 ret = -EINVAL;
1765                 goto out_put_req;
1766         }
1767         aio_run_iocb(req);
1768         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1769                 /* drain the run list */
1770                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1771                         ;
1772         }
1773         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1774
1775         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1776         return 0;
1777
1778 out_put_req:
1779         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1780         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1781         return ret;
1782 }
1783
1784 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1785                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1786 {
1787         struct kioctx *ctx;
1788         long ret = 0;
1789         int i = 0;
1790         struct blk_plug plug;
1791         struct kiocb_batch batch;
1792
1793         if (unlikely(nr < 0))
1794                 return -EINVAL;
1795
1796         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1797                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1798
1799         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1800                 return -EFAULT;
1801
1802         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1803         if (unlikely(!ctx)) {
1804                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1805                 return -EINVAL;
1806         }
1807
1808         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1809
1810         blk_start_plug(&plug);
1811
1812         /*
1813          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1814          * successfully submitted?
1815          */
1816         for (i=0; i<nr; i++) {
1817                 struct iocb __user *user_iocb;
1818                 struct iocb tmp;
1819
1820                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1821                         ret = -EFAULT;
1822                         break;
1823                 }
1824
1825                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1826                         ret = -EFAULT;
1827                         break;
1828                 }
1829
1830                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1831                 if (ret)
1832                         break;
1833         }
1834         blk_finish_plug(&plug);
1835
1836         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1837         put_ioctx(ctx);
1838         return i ? i : ret;
1839 }
1840
1841 /* sys_io_submit:
1842  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1843  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1844  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1845  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1846  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1847  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1848  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1849  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1850  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1851  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1852  */
1853 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1854                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1855 {
1856         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1857 }
1858
1859 /* lookup_kiocb
1860  *      Finds a given iocb for cancellation.
1861  */
1862 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1863                                   u32 key)
1864 {
1865         struct list_head *pos;
1866
1867         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1868
1869         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1870         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1871                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1872                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1873                         return kiocb;
1874         }
1875         return NULL;
1876 }
1877
1878 /* sys_io_cancel:
1879  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1880  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1881  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1882  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1883  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1884  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1885  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1886  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1887  */
1888 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1889                 struct io_event __user *, result)
1890 {
1891         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1892         struct kioctx *ctx;
1893         struct kiocb *kiocb;
1894         u32 key;
1895         int ret;
1896
1897         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1898         if (unlikely(ret))
1899                 return -EFAULT;
1900
1901         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1902         if (unlikely(!ctx))
1903                 return -EINVAL;
1904
1905         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1906         ret = -EAGAIN;
1907         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1908         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1909                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1910                 kiocb->ki_users ++;
1911                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1912         } else
1913                 cancel = NULL;
1914         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1915
1916         if (NULL != cancel) {
1917                 struct io_event tmp;
1918                 pr_debug("calling cancel\n");
1919                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1920                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1921                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1922                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1923                 if (!ret) {
1924                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1925                          * into the user's buffer.
1926                          */
1927                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1928                                 ret = -EFAULT;
1929                 }
1930         } else
1931                 ret = -EINVAL;
1932
1933         put_ioctx(ctx);
1934
1935         return ret;
1936 }
1937
1938 /* io_getevents:
1939  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1940  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1941  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1942  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1943  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1944  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1945  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1946  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1947  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1948  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1949  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1950  */
1951 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1952                 long, min_nr,
1953                 long, nr,
1954                 struct io_event __user *, events,
1955                 struct timespec __user *, timeout)
1956 {
1957         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1958         long ret = -EINVAL;
1959
1960         if (likely(ioctx)) {
1961                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1962                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1963                 put_ioctx(ioctx);
1964         }
1965
1966         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1967         return ret;
1968 }