- Update Xen patches to 3.3-rc5 and c/s 1157.
[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/module.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                 down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
102                 do_munmap(ctx->mm, info->mmap_base, info->mmap_size);
103                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
104         }
105
106         if (info->ring_pages && info->ring_pages != info->internal_pages)
107                 kfree(info->ring_pages);
108         info->ring_pages = NULL;
109         info->nr = 0;
110 }
111
112 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx)
113 {
114         struct aio_ring *ring;
115         struct aio_ring_info *info = &ctx->ring_info;
116         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
117         unsigned long size;
118         int nr_pages;
119
120         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
121         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
122
123         size = sizeof(struct aio_ring);
124         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
125         nr_pages = (size + PAGE_SIZE-1) >> PAGE_SHIFT;
126
127         if (nr_pages < 0)
128                 return -EINVAL;
129
130         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event);
131
132         info->nr = 0;
133         info->ring_pages = info->internal_pages;
134         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
135                 info->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *), GFP_KERNEL);
136                 if (!info->ring_pages)
137                         return -ENOMEM;
138         }
139
140         info->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
141         dprintk("attempting mmap of %lu bytes\n", info->mmap_size);
142         down_write(&ctx->mm->mmap_sem);
143         info->mmap_base = do_mmap(NULL, 0, info->mmap_size, 
144                                   PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_ANONYMOUS|MAP_PRIVATE,
145                                   0);
146         if (IS_ERR((void *)info->mmap_base)) {
147                 up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
148                 info->mmap_size = 0;
149                 aio_free_ring(ctx);
150                 return -EAGAIN;
151         }
152
153         dprintk("mmap address: 0x%08lx\n", info->mmap_base);
154         info->nr_pages = get_user_pages(current, ctx->mm,
155                                         info->mmap_base, nr_pages, 
156                                         1, 0, info->ring_pages, NULL);
157         up_write(&ctx->mm->mmap_sem);
158
159         if (unlikely(info->nr_pages != nr_pages)) {
160                 aio_free_ring(ctx);
161                 return -EAGAIN;
162         }
163
164         ctx->user_id = info->mmap_base;
165
166         info->nr = nr_events;           /* trusted copy */
167
168         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
169         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
170         ring->id = ctx->user_id;
171         ring->head = ring->tail = 0;
172         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
173         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
174         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
175         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
176         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
177
178         return 0;
179 }
180
181
182 /* aio_ring_event: returns a pointer to the event at the given index from
183  * kmap_atomic(, km).  Release the pointer with put_aio_ring_event();
184  */
185 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
186 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
187 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
188
189 #define aio_ring_event(info, nr, km) ({                                 \
190         unsigned pos = (nr) + AIO_EVENTS_OFFSET;                        \
191         struct io_event *__event;                                       \
192         __event = kmap_atomic(                                          \
193                         (info)->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE], km); \
194         __event += pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;                           \
195         __event;                                                        \
196 })
197
198 #define put_aio_ring_event(event, km) do {      \
199         struct io_event *__event = (event);     \
200         (void)__event;                          \
201         kunmap_atomic((void *)((unsigned long)__event & PAGE_MASK), km); \
202 } while(0)
203
204 static void ctx_rcu_free(struct rcu_head *head)
205 {
206         struct kioctx *ctx = container_of(head, struct kioctx, rcu_head);
207         unsigned nr_events = ctx->max_reqs;
208
209         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
210
211         if (nr_events) {
212                 spin_lock(&aio_nr_lock);
213                 BUG_ON(aio_nr - nr_events > aio_nr);
214                 aio_nr -= nr_events;
215                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
216         }
217 }
218
219 /* __put_ioctx
220  *      Called when the last user of an aio context has gone away,
221  *      and the struct needs to be freed.
222  */
223 static void __put_ioctx(struct kioctx *ctx)
224 {
225         BUG_ON(ctx->reqs_active);
226
227         cancel_delayed_work(&ctx->wq);
228         cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
229         aio_free_ring(ctx);
230         mmdrop(ctx->mm);
231         ctx->mm = NULL;
232         pr_debug("__put_ioctx: freeing %p\n", ctx);
233         call_rcu(&ctx->rcu_head, ctx_rcu_free);
234 }
235
236 static inline void get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
237 {
238         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
239         atomic_inc(&kioctx->users);
240 }
241
242 static inline int try_get_ioctx(struct kioctx *kioctx)
243 {
244         return atomic_inc_not_zero(&kioctx->users);
245 }
246
247 static inline void put_ioctx(struct kioctx *kioctx)
248 {
249         BUG_ON(atomic_read(&kioctx->users) <= 0);
250         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&kioctx->users)))
251                 __put_ioctx(kioctx);
252 }
253
254 /* ioctx_alloc
255  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
256  */
257 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
258 {
259         struct mm_struct *mm;
260         struct kioctx *ctx;
261         int did_sync = 0;
262
263         /* Prevent overflows */
264         if ((nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) ||
265             (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct kiocb)))) {
266                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
267                 return ERR_PTR(-EINVAL);
268         }
269
270         if ((unsigned long)nr_events > aio_max_nr)
271                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
272
273         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
274         if (!ctx)
275                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
276
277         ctx->max_reqs = nr_events;
278         mm = ctx->mm = current->mm;
279         atomic_inc(&mm->mm_count);
280
281         atomic_set(&ctx->users, 1);
282         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
283         spin_lock_init(&ctx->ring_info.ring_lock);
284         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
285
286         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
287         INIT_LIST_HEAD(&ctx->run_list);
288         INIT_DELAYED_WORK(&ctx->wq, aio_kick_handler);
289
290         if (aio_setup_ring(ctx) < 0)
291                 goto out_freectx;
292
293         /* limit the number of system wide aios */
294         do {
295                 spin_lock_bh(&aio_nr_lock);
296                 if (aio_nr + nr_events > aio_max_nr ||
297                     aio_nr + nr_events < aio_nr)
298                         ctx->max_reqs = 0;
299                 else
300                         aio_nr += ctx->max_reqs;
301                 spin_unlock_bh(&aio_nr_lock);
302                 if (ctx->max_reqs || did_sync)
303                         break;
304
305                 /* wait for rcu callbacks to have completed before giving up */
306                 synchronize_rcu();
307                 did_sync = 1;
308                 ctx->max_reqs = nr_events;
309         } while (1);
310
311         if (ctx->max_reqs == 0)
312                 goto out_cleanup;
313
314         /* now link into global list. */
315         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
316         hlist_add_head_rcu(&ctx->list, &mm->ioctx_list);
317         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
318
319         dprintk("aio: allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
320                 ctx, ctx->user_id, current->mm, ctx->ring_info.nr);
321         return ctx;
322
323 out_cleanup:
324         __put_ioctx(ctx);
325         return ERR_PTR(-EAGAIN);
326
327 out_freectx:
328         mmdrop(mm);
329         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
330         ctx = ERR_PTR(-ENOMEM);
331
332         dprintk("aio: error allocating ioctx %p\n", ctx);
333         return ctx;
334 }
335
336 /* aio_cancel_all
337  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used 
338  *      when the processes owning a context have all exited to encourage 
339  *      the rapid destruction of the kioctx.
340  */
341 static void aio_cancel_all(struct kioctx *ctx)
342 {
343         int (*cancel)(struct kiocb *, struct io_event *);
344         struct io_event res;
345         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
346         ctx->dead = 1;
347         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
348                 struct list_head *pos = ctx->active_reqs.next;
349                 struct kiocb *iocb = list_kiocb(pos);
350                 list_del_init(&iocb->ki_list);
351                 cancel = iocb->ki_cancel;
352                 kiocbSetCancelled(iocb);
353                 if (cancel) {
354                         iocb->ki_users++;
355                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
356                         cancel(iocb, &res);
357                         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
358                 }
359         }
360         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
361 }
362
363 static void wait_for_all_aios(struct kioctx *ctx)
364 {
365         struct task_struct *tsk = current;
366         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
367
368         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
369         if (!ctx->reqs_active)
370                 goto out;
371
372         add_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
373         set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
374         while (ctx->reqs_active) {
375                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
376                 io_schedule();
377                 set_task_state(tsk, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
378                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
379         }
380         __set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
381         remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
382
383 out:
384         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
385 }
386
387 /* wait_on_sync_kiocb:
388  *      Waits on the given sync kiocb to complete.
389  */
390 ssize_t wait_on_sync_kiocb(struct kiocb *iocb)
391 {
392         while (iocb->ki_users) {
393                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
394                 if (!iocb->ki_users)
395                         break;
396                 io_schedule();
397         }
398         __set_current_state(TASK_RUNNING);
399         return iocb->ki_user_data;
400 }
401 EXPORT_SYMBOL(wait_on_sync_kiocb);
402
403 /* exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, 
404  * there is no way for any new requests to be submited or any of the 
405  * io_* syscalls to be called on the context.  However, there may be 
406  * outstanding requests which hold references to the context; as they 
407  * go away, they will call put_ioctx and release any pinned memory
408  * associated with the request (held via struct page * references).
409  */
410 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
411 {
412         struct kioctx *ctx;
413
414         while (!hlist_empty(&mm->ioctx_list)) {
415                 ctx = hlist_entry(mm->ioctx_list.first, struct kioctx, list);
416                 hlist_del_rcu(&ctx->list);
417
418                 aio_cancel_all(ctx);
419
420                 wait_for_all_aios(ctx);
421                 /*
422                  * Ensure we don't leave the ctx on the aio_wq
423                  */
424                 cancel_work_sync(&ctx->wq.work);
425
426                 if (1 != atomic_read(&ctx->users))
427                         printk(KERN_DEBUG
428                                 "exit_aio:ioctx still alive: %d %d %d\n",
429                                 atomic_read(&ctx->users), ctx->dead,
430                                 ctx->reqs_active);
431                 put_ioctx(ctx);
432         }
433 }
434
435 /* aio_get_req
436  *      Allocate a slot for an aio request.  Increments the users count
437  * of the kioctx so that the kioctx stays around until all requests are
438  * complete.  Returns NULL if no requests are free.
439  *
440  * Returns with kiocb->users set to 2.  The io submit code path holds
441  * an extra reference while submitting the i/o.
442  * This prevents races between the aio code path referencing the
443  * req (after submitting it) and aio_complete() freeing the req.
444  */
445 static struct kiocb *__aio_get_req(struct kioctx *ctx)
446 {
447         struct kiocb *req = NULL;
448
449         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
450         if (unlikely(!req))
451                 return NULL;
452
453         req->ki_flags = 0;
454         req->ki_users = 2;
455         req->ki_key = 0;
456         req->ki_ctx = ctx;
457         req->ki_cancel = NULL;
458         req->ki_retry = NULL;
459         req->ki_dtor = NULL;
460         req->private = NULL;
461         req->ki_iovec = NULL;
462         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_run_list);
463         req->ki_eventfd = NULL;
464
465         return req;
466 }
467
468 /*
469  * struct kiocb's are allocated in batches to reduce the number of
470  * times the ctx lock is acquired and released.
471  */
472 #define KIOCB_BATCH_SIZE        32L
473 struct kiocb_batch {
474         struct list_head head;
475         long count; /* number of requests left to allocate */
476 };
477
478 static void kiocb_batch_init(struct kiocb_batch *batch, long total)
479 {
480         INIT_LIST_HEAD(&batch->head);
481         batch->count = total;
482 }
483
484 static void kiocb_batch_free(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
485 {
486         struct kiocb *req, *n;
487
488         if (list_empty(&batch->head))
489                 return;
490
491         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
492         list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
493                 list_del(&req->ki_batch);
494                 list_del(&req->ki_list);
495                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
496                 ctx->reqs_active--;
497         }
498         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
499 }
500
501 /*
502  * Allocate a batch of kiocbs.  This avoids taking and dropping the
503  * context lock a lot during setup.
504  */
505 static int kiocb_batch_refill(struct kioctx *ctx, struct kiocb_batch *batch)
506 {
507         unsigned short allocated, to_alloc;
508         long avail;
509         bool called_fput = false;
510         struct kiocb *req, *n;
511         struct aio_ring *ring;
512
513         to_alloc = min(batch->count, KIOCB_BATCH_SIZE);
514         for (allocated = 0; allocated < to_alloc; allocated++) {
515                 req = __aio_get_req(ctx);
516                 if (!req)
517                         /* allocation failed, go with what we've got */
518                         break;
519                 list_add(&req->ki_batch, &batch->head);
520         }
521
522         if (allocated == 0)
523                 goto out;
524
525 retry:
526         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
527         ring = kmap_atomic(ctx->ring_info.ring_pages[0]);
528
529         avail = aio_ring_avail(&ctx->ring_info, ring) - ctx->reqs_active;
530         BUG_ON(avail < 0);
531         if (avail == 0 && !called_fput) {
532                 /*
533                  * Handle a potential starvation case.  It is possible that
534                  * we hold the last reference on a struct file, causing us
535                  * to delay the final fput to non-irq context.  In this case,
536                  * ctx->reqs_active is artificially high.  Calling the fput
537                  * routine here may free up a slot in the event completion
538                  * ring, allowing this allocation to succeed.
539                  */
540                 kunmap_atomic(ring);
541                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
542                 aio_fput_routine(NULL);
543                 called_fput = true;
544                 goto retry;
545         }
546
547         if (avail < allocated) {
548                 /* Trim back the number of requests. */
549                 list_for_each_entry_safe(req, n, &batch->head, ki_batch) {
550                         list_del(&req->ki_batch);
551                         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
552                         if (--allocated <= avail)
553                                 break;
554                 }
555         }
556
557         batch->count -= allocated;
558         list_for_each_entry(req, &batch->head, ki_batch) {
559                 list_add(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
560                 ctx->reqs_active++;
561         }
562
563         kunmap_atomic(ring);
564         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
565
566 out:
567         return allocated;
568 }
569
570 static inline struct kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx,
571                                         struct kiocb_batch *batch)
572 {
573         struct kiocb *req;
574
575         if (list_empty(&batch->head))
576                 if (kiocb_batch_refill(ctx, batch) == 0)
577                         return NULL;
578         req = list_first_entry(&batch->head, struct kiocb, ki_batch);
579         list_del(&req->ki_batch);
580         return req;
581 }
582
583 static inline void really_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
584 {
585         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
586
587         if (req->ki_eventfd != NULL)
588                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
589         if (req->ki_dtor)
590                 req->ki_dtor(req);
591         if (req->ki_iovec != &req->ki_inline_vec)
592                 kfree(req->ki_iovec);
593         kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
594         ctx->reqs_active--;
595
596         if (unlikely(!ctx->reqs_active && ctx->dead))
597                 wake_up_all(&ctx->wait);
598 }
599
600 static void aio_fput_routine(struct work_struct *data)
601 {
602         spin_lock_irq(&fput_lock);
603         while (likely(!list_empty(&fput_head))) {
604                 struct kiocb *req = list_kiocb(fput_head.next);
605                 struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
606
607                 list_del(&req->ki_list);
608                 spin_unlock_irq(&fput_lock);
609
610                 /* Complete the fput(s) */
611                 if (req->ki_filp != NULL)
612                         fput(req->ki_filp);
613
614                 /* Link the iocb into the context's free list */
615                 spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
616                 really_put_req(ctx, req);
617                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
618
619                 put_ioctx(ctx);
620                 spin_lock_irq(&fput_lock);
621         }
622         spin_unlock_irq(&fput_lock);
623 }
624
625 /* __aio_put_req
626  *      Returns true if this put was the last user of the request.
627  */
628 static int __aio_put_req(struct kioctx *ctx, struct kiocb *req)
629 {
630         dprintk(KERN_DEBUG "aio_put(%p): f_count=%ld\n",
631                 req, atomic_long_read(&req->ki_filp->f_count));
632
633         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
634
635         req->ki_users--;
636         BUG_ON(req->ki_users < 0);
637         if (likely(req->ki_users))
638                 return 0;
639         list_del(&req->ki_list);                /* remove from active_reqs */
640         req->ki_cancel = NULL;
641         req->ki_retry = NULL;
642
643         /*
644          * Try to optimize the aio and eventfd file* puts, by avoiding to
645          * schedule work in case it is not final fput() time. In normal cases,
646          * we would not be holding the last reference to the file*, so
647          * this function will be executed w/out any aio kthread wakeup.
648          */
649         if (unlikely(!fput_atomic(req->ki_filp))) {
650                 get_ioctx(ctx);
651                 spin_lock(&fput_lock);
652                 list_add(&req->ki_list, &fput_head);
653                 spin_unlock(&fput_lock);
654                 schedule_work(&fput_work);
655         } else {
656                 req->ki_filp = NULL;
657                 really_put_req(ctx, req);
658         }
659         return 1;
660 }
661
662 /* aio_put_req
663  *      Returns true if this put was the last user of the kiocb,
664  *      false if the request is still in use.
665  */
666 int aio_put_req(struct kiocb *req)
667 {
668         struct kioctx *ctx = req->ki_ctx;
669         int ret;
670         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
671         ret = __aio_put_req(ctx, req);
672         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
673         return ret;
674 }
675 EXPORT_SYMBOL(aio_put_req);
676
677 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
678 {
679         struct mm_struct *mm = current->mm;
680         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
681         struct hlist_node *n;
682
683         rcu_read_lock();
684
685         hlist_for_each_entry_rcu(ctx, n, &mm->ioctx_list, list) {
686                 /*
687                  * RCU protects us against accessing freed memory but
688                  * we have to be careful not to get a reference when the
689                  * reference count already dropped to 0 (ctx->dead test
690                  * is unreliable because of races).
691                  */
692                 if (ctx->user_id == ctx_id && !ctx->dead && try_get_ioctx(ctx)){
693                         ret = ctx;
694                         break;
695                 }
696         }
697
698         rcu_read_unlock();
699         return ret;
700 }
701
702 /*
703  * Queue up a kiocb to be retried. Assumes that the kiocb
704  * has already been marked as kicked, and places it on
705  * the retry run list for the corresponding ioctx, if it
706  * isn't already queued. Returns 1 if it actually queued
707  * the kiocb (to tell the caller to activate the work
708  * queue to process it), or 0, if it found that it was
709  * already queued.
710  */
711 static inline int __queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
712 {
713         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
714
715         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
716
717         if (list_empty(&iocb->ki_run_list)) {
718                 list_add_tail(&iocb->ki_run_list,
719                         &ctx->run_list);
720                 return 1;
721         }
722         return 0;
723 }
724
725 /* aio_run_iocb
726  *      This is the core aio execution routine. It is
727  *      invoked both for initial i/o submission and
728  *      subsequent retries via the aio_kick_handler.
729  *      Expects to be invoked with iocb->ki_ctx->lock
730  *      already held. The lock is released and reacquired
731  *      as needed during processing.
732  *
733  * Calls the iocb retry method (already setup for the
734  * iocb on initial submission) for operation specific
735  * handling, but takes care of most of common retry
736  * execution details for a given iocb. The retry method
737  * needs to be non-blocking as far as possible, to avoid
738  * holding up other iocbs waiting to be serviced by the
739  * retry kernel thread.
740  *
741  * The trickier parts in this code have to do with
742  * ensuring that only one retry instance is in progress
743  * for a given iocb at any time. Providing that guarantee
744  * simplifies the coding of individual aio operations as
745  * it avoids various potential races.
746  */
747 static ssize_t aio_run_iocb(struct kiocb *iocb)
748 {
749         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
750         ssize_t (*retry)(struct kiocb *);
751         ssize_t ret;
752
753         if (!(retry = iocb->ki_retry)) {
754                 printk("aio_run_iocb: iocb->ki_retry = NULL\n");
755                 return 0;
756         }
757
758         /*
759          * We don't want the next retry iteration for this
760          * operation to start until this one has returned and
761          * updated the iocb state. However, wait_queue functions
762          * can trigger a kick_iocb from interrupt context in the
763          * meantime, indicating that data is available for the next
764          * iteration. We want to remember that and enable the
765          * next retry iteration _after_ we are through with
766          * this one.
767          *
768          * So, in order to be able to register a "kick", but
769          * prevent it from being queued now, we clear the kick
770          * flag, but make the kick code *think* that the iocb is
771          * still on the run list until we are actually done.
772          * When we are done with this iteration, we check if
773          * the iocb was kicked in the meantime and if so, queue
774          * it up afresh.
775          */
776
777         kiocbClearKicked(iocb);
778
779         /*
780          * This is so that aio_complete knows it doesn't need to
781          * pull the iocb off the run list (We can't just call
782          * INIT_LIST_HEAD because we don't want a kick_iocb to
783          * queue this on the run list yet)
784          */
785         iocb->ki_run_list.next = iocb->ki_run_list.prev = NULL;
786         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
787
788         /* Quit retrying if the i/o has been cancelled */
789         if (kiocbIsCancelled(iocb)) {
790                 ret = -EINTR;
791                 aio_complete(iocb, ret, 0);
792                 /* must not access the iocb after this */
793                 goto out;
794         }
795
796         /*
797          * Now we are all set to call the retry method in async
798          * context.
799          */
800         ret = retry(iocb);
801
802         if (ret != -EIOCBRETRY && ret != -EIOCBQUEUED) {
803                 /*
804                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
805                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
806                  */
807                 if (unlikely(ret == -ERESTARTSYS || ret == -ERESTARTNOINTR ||
808                              ret == -ERESTARTNOHAND || ret == -ERESTART_RESTARTBLOCK))
809                         ret = -EINTR;
810                 aio_complete(iocb, ret, 0);
811         }
812 out:
813         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
814
815         if (-EIOCBRETRY == ret) {
816                 /*
817                  * OK, now that we are done with this iteration
818                  * and know that there is more left to go,
819                  * this is where we let go so that a subsequent
820                  * "kick" can start the next iteration
821                  */
822
823                 /* will make __queue_kicked_iocb succeed from here on */
824                 INIT_LIST_HEAD(&iocb->ki_run_list);
825                 /* we must queue the next iteration ourselves, if it
826                  * has already been kicked */
827                 if (kiocbIsKicked(iocb)) {
828                         __queue_kicked_iocb(iocb);
829
830                         /*
831                          * __queue_kicked_iocb will always return 1 here, because
832                          * iocb->ki_run_list is empty at this point so it should
833                          * be safe to unconditionally queue the context into the
834                          * work queue.
835                          */
836                         aio_queue_work(ctx);
837                 }
838         }
839         return ret;
840 }
841
842 /*
843  * __aio_run_iocbs:
844  *      Process all pending retries queued on the ioctx
845  *      run list.
846  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm
847  * context.
848  */
849 static int __aio_run_iocbs(struct kioctx *ctx)
850 {
851         struct kiocb *iocb;
852         struct list_head run_list;
853
854         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
855
856         list_replace_init(&ctx->run_list, &run_list);
857         while (!list_empty(&run_list)) {
858                 iocb = list_entry(run_list.next, struct kiocb,
859                         ki_run_list);
860                 list_del(&iocb->ki_run_list);
861                 /*
862                  * Hold an extra reference while retrying i/o.
863                  */
864                 iocb->ki_users++;       /* grab extra reference */
865                 aio_run_iocb(iocb);
866                 __aio_put_req(ctx, iocb);
867         }
868         if (!list_empty(&ctx->run_list))
869                 return 1;
870         return 0;
871 }
872
873 static void aio_queue_work(struct kioctx * ctx)
874 {
875         unsigned long timeout;
876         /*
877          * if someone is waiting, get the work started right
878          * away, otherwise, use a longer delay
879          */
880         smp_mb();
881         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
882                 timeout = 1;
883         else
884                 timeout = HZ/10;
885         queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, timeout);
886 }
887
888 /*
889  * aio_run_all_iocbs:
890  *      Process all pending retries queued on the ioctx
891  *      run list, and keep running them until the list
892  *      stays empty.
893  * Assumes it is operating within the aio issuer's mm context.
894  */
895 static inline void aio_run_all_iocbs(struct kioctx *ctx)
896 {
897         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
898         while (__aio_run_iocbs(ctx))
899                 ;
900         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
901 }
902
903 /*
904  * aio_kick_handler:
905  *      Work queue handler triggered to process pending
906  *      retries on an ioctx. Takes on the aio issuer's
907  *      mm context before running the iocbs, so that
908  *      copy_xxx_user operates on the issuer's address
909  *      space.
910  * Run on aiod's context.
911  */
912 static void aio_kick_handler(struct work_struct *work)
913 {
914         struct kioctx *ctx = container_of(work, struct kioctx, wq.work);
915         mm_segment_t oldfs = get_fs();
916         struct mm_struct *mm;
917         int requeue;
918
919         set_fs(USER_DS);
920         use_mm(ctx->mm);
921         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
922         requeue =__aio_run_iocbs(ctx);
923         mm = ctx->mm;
924         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
925         unuse_mm(mm);
926         set_fs(oldfs);
927         /*
928          * we're in a worker thread already, don't use queue_delayed_work,
929          */
930         if (requeue)
931                 queue_delayed_work(aio_wq, &ctx->wq, 0);
932 }
933
934
935 /*
936  * Called by kick_iocb to queue the kiocb for retry
937  * and if required activate the aio work queue to process
938  * it
939  */
940 static void try_queue_kicked_iocb(struct kiocb *iocb)
941 {
942         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
943         unsigned long flags;
944         int run = 0;
945
946         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
947         /* set this inside the lock so that we can't race with aio_run_iocb()
948          * testing it and putting the iocb on the run list under the lock */
949         if (!kiocbTryKick(iocb))
950                 run = __queue_kicked_iocb(iocb);
951         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
952         if (run)
953                 aio_queue_work(ctx);
954 }
955
956 /*
957  * kick_iocb:
958  *      Called typically from a wait queue callback context
959  *      to trigger a retry of the iocb.
960  *      The retry is usually executed by aio workqueue
961  *      threads (See aio_kick_handler).
962  */
963 void kick_iocb(struct kiocb *iocb)
964 {
965         /* sync iocbs are easy: they can only ever be executing from a 
966          * single context. */
967         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
968                 kiocbSetKicked(iocb);
969                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
970                 return;
971         }
972
973         try_queue_kicked_iocb(iocb);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL(kick_iocb);
976
977 /* aio_complete
978  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
979  *      Returns true if this is the last user of the request.  The 
980  *      only other user of the request can be the cancellation code.
981  */
982 int aio_complete(struct kiocb *iocb, long res, long res2)
983 {
984         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
985         struct aio_ring_info    *info;
986         struct aio_ring *ring;
987         struct io_event *event;
988         unsigned long   flags;
989         unsigned long   tail;
990         int             ret;
991
992         /*
993          * Special case handling for sync iocbs:
994          *  - events go directly into the iocb for fast handling
995          *  - the sync task with the iocb in its stack holds the single iocb
996          *    ref, no other paths have a way to get another ref
997          *  - the sync task helpfully left a reference to itself in the iocb
998          */
999         if (is_sync_kiocb(iocb)) {
1000                 BUG_ON(iocb->ki_users != 1);
1001                 iocb->ki_user_data = res;
1002                 iocb->ki_users = 0;
1003                 wake_up_process(iocb->ki_obj.tsk);
1004                 return 1;
1005         }
1006
1007         info = &ctx->ring_info;
1008
1009         /* add a completion event to the ring buffer.
1010          * must be done holding ctx->ctx_lock to prevent
1011          * other code from messing with the tail
1012          * pointer since we might be called from irq
1013          * context.
1014          */
1015         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1016
1017         if (iocb->ki_run_list.prev && !list_empty(&iocb->ki_run_list))
1018                 list_del_init(&iocb->ki_run_list);
1019
1020         /*
1021          * cancelled requests don't get events, userland was given one
1022          * when the event got cancelled.
1023          */
1024         if (kiocbIsCancelled(iocb))
1025                 goto put_rq;
1026
1027         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_IRQ1);
1028
1029         tail = info->tail;
1030         event = aio_ring_event(info, tail, KM_IRQ0);
1031         if (++tail >= info->nr)
1032                 tail = 0;
1033
1034         event->obj = (u64)(unsigned long)iocb->ki_obj.user;
1035         event->data = iocb->ki_user_data;
1036         event->res = res;
1037         event->res2 = res2;
1038
1039         dprintk("aio_complete: %p[%lu]: %p: %p %Lx %lx %lx\n",
1040                 ctx, tail, iocb, iocb->ki_obj.user, iocb->ki_user_data,
1041                 res, res2);
1042
1043         /* after flagging the request as done, we
1044          * must never even look at it again
1045          */
1046         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1047
1048         info->tail = tail;
1049         ring->tail = tail;
1050
1051         put_aio_ring_event(event, KM_IRQ0);
1052         kunmap_atomic(ring, KM_IRQ1);
1053
1054         pr_debug("added to ring %p at [%lu]\n", iocb, tail);
1055
1056         /*
1057          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1058          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1059          * from IRQ context.
1060          */
1061         if (iocb->ki_eventfd != NULL)
1062                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1063
1064 put_rq:
1065         /* everything turned out well, dispose of the aiocb. */
1066         ret = __aio_put_req(ctx, iocb);
1067
1068         /*
1069          * We have to order our ring_info tail store above and test
1070          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1071          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1072          * ordered with the unlocked test.
1073          */
1074         smp_mb();
1075
1076         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1077                 wake_up(&ctx->wait);
1078
1079 #ifdef CONFIG_EPOLL
1080         if (ctx->file && waitqueue_active(&ctx->poll_wait))
1081                 wake_up(&ctx->poll_wait);
1082 #endif
1083
1084         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1085         return ret;
1086 }
1087 EXPORT_SYMBOL(aio_complete);
1088
1089 /* aio_read_evt
1090  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of 
1091  *      events fetched (0 or 1 ;-)
1092  *      If ent parameter is 0, just returns the number of events that would
1093  *      be fetched.
1094  *      FIXME: make this use cmpxchg.
1095  *      TODO: make the ringbuffer user mmap()able (requires FIXME).
1096  */
1097 static int aio_read_evt(struct kioctx *ioctx, struct io_event *ent)
1098 {
1099         struct aio_ring_info *info = &ioctx->ring_info;
1100         struct aio_ring *ring;
1101         unsigned long head;
1102         int ret = 0;
1103
1104         ring = kmap_atomic(info->ring_pages[0], KM_USER0);
1105         dprintk("in aio_read_evt h%lu t%lu m%lu\n",
1106                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail,
1107                  (unsigned long)ring->nr);
1108
1109         if (ring->head == ring->tail)
1110                 goto out;
1111
1112         spin_lock(&info->ring_lock);
1113
1114         head = ring->head % info->nr;
1115         if (head != ring->tail) {
1116                 if (ent) { /* event requested */
1117                         struct io_event *evp =
1118                                 aio_ring_event(info, head, KM_USER1);
1119                         *ent = *evp;
1120                         head = (head + 1) % info->nr;
1121                         /* finish reading the event before updatng the head */
1122                         smp_mb();
1123                         ring->head = head;
1124                         ret = 1;
1125                         put_aio_ring_event(evp, KM_USER1);
1126                 } else /* only need to know availability */
1127                         ret = 1;
1128         }
1129         spin_unlock(&info->ring_lock);
1130
1131 out:
1132         kunmap_atomic(ring, KM_USER0);
1133         dprintk("leaving aio_read_evt: %d  h%lu t%lu\n", ret,
1134                  (unsigned long)ring->head, (unsigned long)ring->tail);
1135         return ret;
1136 }
1137
1138 struct aio_timeout {
1139         struct timer_list       timer;
1140         int                     timed_out;
1141         struct task_struct      *p;
1142 };
1143
1144 static void timeout_func(unsigned long data)
1145 {
1146         struct aio_timeout *to = (struct aio_timeout *)data;
1147
1148         to->timed_out = 1;
1149         wake_up_process(to->p);
1150 }
1151
1152 static inline void init_timeout(struct aio_timeout *to)
1153 {
1154         setup_timer_on_stack(&to->timer, timeout_func, (unsigned long) to);
1155         to->timed_out = 0;
1156         to->p = current;
1157 }
1158
1159 static inline void set_timeout(long start_jiffies, struct aio_timeout *to,
1160                                const struct timespec *ts)
1161 {
1162         to->timer.expires = start_jiffies + timespec_to_jiffies(ts);
1163         if (time_after(to->timer.expires, jiffies))
1164                 add_timer(&to->timer);
1165         else
1166                 to->timed_out = 1;
1167 }
1168
1169 static inline void clear_timeout(struct aio_timeout *to)
1170 {
1171         del_singleshot_timer_sync(&to->timer);
1172 }
1173
1174 static int read_events(struct kioctx *ctx,
1175                         long min_nr, long nr,
1176                         struct io_event __user *event,
1177                         struct timespec __user *timeout)
1178 {
1179         long                    start_jiffies = jiffies;
1180         struct task_struct      *tsk = current;
1181         DECLARE_WAITQUEUE(wait, tsk);
1182         int                     ret;
1183         int                     i = 0;
1184         struct io_event         ent;
1185         struct aio_timeout      to;
1186         int                     retry = 0;
1187
1188         /* needed to zero any padding within an entry (there shouldn't be 
1189          * any, but C is fun!
1190          */
1191         memset(&ent, 0, sizeof(ent));
1192 retry:
1193         ret = 0;
1194         while (likely(i < nr)) {
1195                 ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1196                 if (unlikely(ret <= 0))
1197                         break;
1198
1199                 dprintk("read event: %Lx %Lx %Lx %Lx\n",
1200                         ent.data, ent.obj, ent.res, ent.res2);
1201
1202                 /* Could we split the check in two? */
1203                 ret = -EFAULT;
1204                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1205                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1206                         break;
1207                 }
1208                 ret = 0;
1209
1210                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1211                 event ++;
1212                 i ++;
1213         }
1214
1215         if (min_nr <= i)
1216                 return i;
1217         if (ret)
1218                 return ret;
1219
1220         /* End fast path */
1221
1222         /* racey check, but it gets redone */
1223         if (!retry && unlikely(!list_empty(&ctx->run_list))) {
1224                 retry = 1;
1225                 aio_run_all_iocbs(ctx);
1226                 goto retry;
1227         }
1228
1229         init_timeout(&to);
1230         if (timeout) {
1231                 struct timespec ts;
1232                 ret = -EFAULT;
1233                 if (unlikely(copy_from_user(&ts, timeout, sizeof(ts))))
1234                         goto out;
1235
1236                 set_timeout(start_jiffies, &to, &ts);
1237         }
1238
1239         while (likely(i < nr)) {
1240                 add_wait_queue_exclusive(&ctx->wait, &wait);
1241                 do {
1242                         set_task_state(tsk, TASK_INTERRUPTIBLE);
1243                         ret = aio_read_evt(ctx, &ent);
1244                         if (ret)
1245                                 break;
1246                         if (min_nr <= i)
1247                                 break;
1248                         if (unlikely(ctx->dead)) {
1249                                 ret = -EINVAL;
1250                                 break;
1251                         }
1252                         if (to.timed_out)       /* Only check after read evt */
1253                                 break;
1254                         /* Try to only show up in io wait if there are ops
1255                          *  in flight */
1256                         if (ctx->reqs_active)
1257                                 io_schedule();
1258                         else
1259                                 schedule();
1260                         if (signal_pending(tsk)) {
1261                                 ret = -EINTR;
1262                                 break;
1263                         }
1264                         /*ret = aio_read_evt(ctx, &ent);*/
1265                 } while (1) ;
1266
1267                 set_task_state(tsk, TASK_RUNNING);
1268                 remove_wait_queue(&ctx->wait, &wait);
1269
1270                 if (unlikely(ret <= 0))
1271                         break;
1272
1273                 ret = -EFAULT;
1274                 if (unlikely(copy_to_user(event, &ent, sizeof(ent)))) {
1275                         dprintk("aio: lost an event due to EFAULT.\n");
1276                         break;
1277                 }
1278
1279                 /* Good, event copied to userland, update counts. */
1280                 event ++;
1281                 i ++;
1282         }
1283
1284         if (timeout)
1285                 clear_timeout(&to);
1286 out:
1287         destroy_timer_on_stack(&to.timer);
1288         return i ? i : ret;
1289 }
1290
1291 /* Take an ioctx and remove it from the list of ioctx's.  Protects 
1292  * against races with itself via ->dead.
1293  */
1294 static void io_destroy(struct kioctx *ioctx)
1295 {
1296         struct mm_struct *mm = current->mm;
1297         int was_dead;
1298
1299         /* delete the entry from the list is someone else hasn't already */
1300         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
1301         was_dead = ioctx->dead;
1302         ioctx->dead = 1;
1303         hlist_del_rcu(&ioctx->list);
1304         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
1305
1306         dprintk("aio_release(%p)\n", ioctx);
1307         if (likely(!was_dead))
1308                 put_ioctx(ioctx);       /* twice for the list */
1309
1310         aio_cancel_all(ioctx);
1311         wait_for_all_aios(ioctx);
1312 #ifdef CONFIG_EPOLL
1313         /* forget the poll file, but it's up to the user to close it */
1314         if (ioctx->file) {
1315                 fput(ioctx->file);
1316                 ioctx->file->private_data = 0;
1317                 ioctx->file = 0;
1318         }
1319 #endif
1320
1321         /*
1322          * Wake up any waiters.  The setting of ctx->dead must be seen
1323          * by other CPUs at this point.  Right now, we rely on the
1324          * locking done by the above calls to ensure this consistency.
1325          */
1326         wake_up_all(&ioctx->wait);
1327         put_ioctx(ioctx);       /* once for the lookup */
1328 }
1329
1330 #ifdef CONFIG_EPOLL
1331
1332 static int aio_queue_fd_close(struct inode *inode, struct file *file)
1333 {
1334         struct kioctx *ioctx = file->private_data;
1335         if (ioctx) {
1336                 file->private_data = 0;
1337                 spin_lock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1338                 ioctx->file = 0;
1339                 spin_unlock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1340                 fput(file);
1341         }
1342         return 0;
1343 }
1344
1345 static unsigned int aio_queue_fd_poll(struct file *file, poll_table *wait)
1346 {       unsigned int pollflags = 0;
1347         struct kioctx *ioctx = file->private_data;
1348
1349         if (ioctx) {
1350
1351                 spin_lock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1352                 /* Insert inside our poll wait queue */
1353                 poll_wait(file, &ioctx->poll_wait, wait);
1354
1355                 /* Check our condition */
1356                 if (aio_read_evt(ioctx, 0))
1357                         pollflags = POLLIN | POLLRDNORM;
1358                 spin_unlock_irq(&ioctx->ctx_lock);
1359         }
1360
1361         return pollflags;
1362 }
1363
1364 static const struct file_operations aioq_fops = {
1365         .release        = aio_queue_fd_close,
1366         .poll           = aio_queue_fd_poll
1367 };
1368
1369 /* make_aio_fd:
1370  *  Create a file descriptor that can be used to poll the event queue.
1371  *  Based on the excellent epoll code.
1372  */
1373
1374 static int make_aio_fd(struct kioctx *ioctx)
1375 {
1376         int fd;
1377         struct file *file;
1378
1379         fd = anon_inode_getfd("[aioq]", &aioq_fops, ioctx, 0);
1380         if (fd < 0)
1381                 return fd;
1382
1383         /* associate the file with the IO context */
1384         file = fget(fd);
1385         if (!file)
1386                 return -EBADF;
1387         file->private_data = ioctx;
1388         ioctx->file = file;
1389         init_waitqueue_head(&ioctx->poll_wait);
1390         return fd;
1391 }
1392 #endif
1393
1394 /* sys_io_setup:
1395  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1396  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1397  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1398  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1399  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1400  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1401  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1402  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1403  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1404  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1405  *      implemented.
1406  *
1407  *      To request a selectable fd, the user context has to be initialized
1408  *      to 1, instead of 0, and the return value is the fd.
1409  *      This keeps the system call compatible, since a non-zero value
1410  *      was not allowed so far.
1411  */
1412 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1413 {
1414         struct kioctx *ioctx = NULL;
1415         unsigned long ctx;
1416         long ret;
1417         int make_fd = 0;
1418
1419         ret = get_user(ctx, ctxp);
1420         if (unlikely(ret))
1421                 goto out;
1422
1423         ret = -EINVAL;
1424 #ifdef CONFIG_EPOLL
1425         if (ctx == 1) {
1426                 make_fd = 1;
1427                 ctx = 0;
1428         }
1429 #endif
1430         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1431                 pr_debug("EINVAL: io_setup: ctx %lu nr_events %u\n",
1432                          ctx, nr_events);
1433                 goto out;
1434         }
1435
1436         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1437         ret = PTR_ERR(ioctx);
1438         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1439                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1440 #ifdef CONFIG_EPOLL
1441                 if (make_fd && ret >= 0)
1442                         ret = make_aio_fd(ioctx);
1443 #endif
1444                 if (ret >= 0)
1445                         return ret;
1446
1447                 get_ioctx(ioctx); /* io_destroy() expects us to hold a ref */
1448                 io_destroy(ioctx);
1449         }
1450
1451 out:
1452         return ret;
1453 }
1454
1455 /* sys_io_destroy:
1456  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1457  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1458  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1459  *      is invalid.
1460  */
1461 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1462 {
1463         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1464         if (likely(NULL != ioctx)) {
1465                 io_destroy(ioctx);
1466                 return 0;
1467         }
1468         pr_debug("EINVAL: io_destroy: invalid context id\n");
1469         return -EINVAL;
1470 }
1471
1472 static void aio_advance_iovec(struct kiocb *iocb, ssize_t ret)
1473 {
1474         struct iovec *iov = &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg];
1475
1476         BUG_ON(ret <= 0);
1477
1478         while (iocb->ki_cur_seg < iocb->ki_nr_segs && ret > 0) {
1479                 ssize_t this = min((ssize_t)iov->iov_len, ret);
1480                 iov->iov_base += this;
1481                 iov->iov_len -= this;
1482                 iocb->ki_left -= this;
1483                 ret -= this;
1484                 if (iov->iov_len == 0) {
1485                         iocb->ki_cur_seg++;
1486                         iov++;
1487                 }
1488         }
1489
1490         /* the caller should not have done more io than what fit in
1491          * the remaining iovecs */
1492         BUG_ON(ret > 0 && iocb->ki_left == 0);
1493 }
1494
1495 static ssize_t aio_rw_vect_retry(struct kiocb *iocb)
1496 {
1497         struct file *file = iocb->ki_filp;
1498         struct address_space *mapping = file->f_mapping;
1499         struct inode *inode = mapping->host;
1500         ssize_t (*rw_op)(struct kiocb *, const struct iovec *,
1501                          unsigned long, loff_t);
1502         ssize_t ret = 0;
1503         unsigned short opcode;
1504
1505         if ((iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREADV) ||
1506                 (iocb->ki_opcode == IOCB_CMD_PREAD)) {
1507                 rw_op = file->f_op->aio_read;
1508                 opcode = IOCB_CMD_PREADV;
1509         } else {
1510                 rw_op = file->f_op->aio_write;
1511                 opcode = IOCB_CMD_PWRITEV;
1512         }
1513
1514         /* This matches the pread()/pwrite() logic */
1515         if (iocb->ki_pos < 0)
1516                 return -EINVAL;
1517
1518         do {
1519                 ret = rw_op(iocb, &iocb->ki_iovec[iocb->ki_cur_seg],
1520                             iocb->ki_nr_segs - iocb->ki_cur_seg,
1521                             iocb->ki_pos);
1522                 if (ret > 0)
1523                         aio_advance_iovec(iocb, ret);
1524
1525         /* retry all partial writes.  retry partial reads as long as its a
1526          * regular file. */
1527         } while (ret > 0 && iocb->ki_left > 0 &&
1528                  (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV ||
1529                   (!S_ISFIFO(inode->i_mode) && !S_ISSOCK(inode->i_mode))));
1530
1531         /* This means we must have transferred all that we could */
1532         /* No need to retry anymore */
1533         if ((ret == 0) || (iocb->ki_left == 0))
1534                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1535
1536         /* If we managed to write some out we return that, rather than
1537          * the eventual error. */
1538         if (opcode == IOCB_CMD_PWRITEV
1539             && ret < 0 && ret != -EIOCBQUEUED && ret != -EIOCBRETRY
1540             && iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left)
1541                 ret = iocb->ki_nbytes - iocb->ki_left;
1542
1543         return ret;
1544 }
1545
1546 static ssize_t aio_fdsync(struct kiocb *iocb)
1547 {
1548         struct file *file = iocb->ki_filp;
1549         ssize_t ret = -EINVAL;
1550
1551         if (file->f_op->aio_fsync)
1552                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 1);
1553         return ret;
1554 }
1555
1556 static ssize_t aio_fsync(struct kiocb *iocb)
1557 {
1558         struct file *file = iocb->ki_filp;
1559         ssize_t ret = -EINVAL;
1560
1561         if (file->f_op->aio_fsync)
1562                 ret = file->f_op->aio_fsync(iocb, 0);
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 static ssize_t aio_setup_vectored_rw(int type, struct kiocb *kiocb, bool compat)
1567 {
1568         ssize_t ret;
1569
1570 #ifdef CONFIG_COMPAT
1571         if (compat)
1572                 ret = compat_rw_copy_check_uvector(type,
1573                                 (struct compat_iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1574                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1575                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1576         else
1577 #endif
1578                 ret = rw_copy_check_uvector(type,
1579                                 (struct iovec __user *)kiocb->ki_buf,
1580                                 kiocb->ki_nbytes, 1, &kiocb->ki_inline_vec,
1581                                 &kiocb->ki_iovec, 1);
1582         if (ret < 0)
1583                 goto out;
1584
1585         kiocb->ki_nr_segs = kiocb->ki_nbytes;
1586         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1587         /* ki_nbytes/left now reflect bytes instead of segs */
1588         kiocb->ki_nbytes = ret;
1589         kiocb->ki_left = ret;
1590
1591         ret = 0;
1592 out:
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static ssize_t aio_setup_single_vector(struct kiocb *kiocb)
1597 {
1598         kiocb->ki_iovec = &kiocb->ki_inline_vec;
1599         kiocb->ki_iovec->iov_base = kiocb->ki_buf;
1600         kiocb->ki_iovec->iov_len = kiocb->ki_left;
1601         kiocb->ki_nr_segs = 1;
1602         kiocb->ki_cur_seg = 0;
1603         return 0;
1604 }
1605
1606 /*
1607  * aio_setup_iocb:
1608  *      Performs the initial checks and aio retry method
1609  *      setup for the kiocb at the time of io submission.
1610  */
1611 static ssize_t aio_setup_iocb(struct kiocb *kiocb, bool compat)
1612 {
1613         struct file *file = kiocb->ki_filp;
1614         ssize_t ret = 0;
1615
1616         switch (kiocb->ki_opcode) {
1617         case IOCB_CMD_PREAD:
1618                 ret = -EBADF;
1619                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1620                         break;
1621                 ret = -EFAULT;
1622                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_WRITE, kiocb->ki_buf,
1623                         kiocb->ki_left)))
1624                         break;
1625                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1626                 if (unlikely(ret))
1627                         break;
1628                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1629                 if (ret)
1630                         break;
1631                 ret = -EINVAL;
1632                 if (file->f_op->aio_read)
1633                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1634                 break;
1635         case IOCB_CMD_PWRITE:
1636                 ret = -EBADF;
1637                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1638                         break;
1639                 ret = -EFAULT;
1640                 if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, kiocb->ki_buf,
1641                         kiocb->ki_left)))
1642                         break;
1643                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1644                 if (unlikely(ret))
1645                         break;
1646                 ret = aio_setup_single_vector(kiocb);
1647                 if (ret)
1648                         break;
1649                 ret = -EINVAL;
1650                 if (file->f_op->aio_write)
1651                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1652                 break;
1653         case IOCB_CMD_PREADV:
1654                 ret = -EBADF;
1655                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1656                         break;
1657                 ret = security_file_permission(file, MAY_READ);
1658                 if (unlikely(ret))
1659                         break;
1660                 ret = aio_setup_vectored_rw(READ, kiocb, compat);
1661                 if (ret)
1662                         break;
1663                 ret = -EINVAL;
1664                 if (file->f_op->aio_read)
1665                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1666                 break;
1667         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1668                 ret = -EBADF;
1669                 if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1670                         break;
1671                 ret = security_file_permission(file, MAY_WRITE);
1672                 if (unlikely(ret))
1673                         break;
1674                 ret = aio_setup_vectored_rw(WRITE, kiocb, compat);
1675                 if (ret)
1676                         break;
1677                 ret = -EINVAL;
1678                 if (file->f_op->aio_write)
1679                         kiocb->ki_retry = aio_rw_vect_retry;
1680                 break;
1681         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1682                 ret = -EINVAL;
1683                 if (file->f_op->aio_fsync)
1684                         kiocb->ki_retry = aio_fdsync;
1685                 break;
1686         case IOCB_CMD_FSYNC:
1687                 ret = -EINVAL;
1688                 if (file->f_op->aio_fsync)
1689                         kiocb->ki_retry = aio_fsync;
1690                 break;
1691         default:
1692                 dprintk("EINVAL: io_submit: no operation provided\n");
1693                 ret = -EINVAL;
1694         }
1695
1696         if (!kiocb->ki_retry)
1697                 return ret;
1698
1699         return 0;
1700 }
1701
1702 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1703                          struct iocb *iocb, struct kiocb_batch *batch,
1704                          bool compat)
1705 {
1706         struct kiocb *req;
1707         struct file *file;
1708         ssize_t ret;
1709
1710         /* enforce forwards compatibility on users */
1711         if (unlikely(iocb->aio_reserved1 || iocb->aio_reserved2)) {
1712                 pr_debug("EINVAL: io_submit: reserve field set\n");
1713                 return -EINVAL;
1714         }
1715
1716         /* prevent overflows */
1717         if (unlikely(
1718             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1719             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1720             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1721            )) {
1722                 pr_debug("EINVAL: io_submit: overflow check\n");
1723                 return -EINVAL;
1724         }
1725
1726         file = fget(iocb->aio_fildes);
1727         if (unlikely(!file))
1728                 return -EBADF;
1729
1730         req = aio_get_req(ctx, batch);  /* returns with 2 references to req */
1731         if (unlikely(!req)) {
1732                 fput(file);
1733                 return -EAGAIN;
1734         }
1735         req->ki_filp = file;
1736         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1737                 /*
1738                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1739                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1740                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1741                  * event using the eventfd_signal() function.
1742                  */
1743                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1744                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1745                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1746                         req->ki_eventfd = NULL;
1747                         goto out_put_req;
1748                 }
1749         }
1750
1751         ret = put_user(req->ki_key, &user_iocb->aio_key);
1752         if (unlikely(ret)) {
1753                 dprintk("EFAULT: aio_key\n");
1754                 goto out_put_req;
1755         }
1756
1757         req->ki_obj.user = user_iocb;
1758         req->ki_user_data = iocb->aio_data;
1759         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1760
1761         req->ki_buf = (char __user *)(unsigned long)iocb->aio_buf;
1762         req->ki_left = req->ki_nbytes = iocb->aio_nbytes;
1763         req->ki_opcode = iocb->aio_lio_opcode;
1764
1765         ret = aio_setup_iocb(req, compat);
1766
1767         if (ret)
1768                 goto out_put_req;
1769
1770         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1771         /*
1772          * We could have raced with io_destroy() and are currently holding a
1773          * reference to ctx which should be destroyed. We cannot submit IO
1774          * since ctx gets freed as soon as io_submit() puts its reference.  The
1775          * check here is reliable: io_destroy() sets ctx->dead before waiting
1776          * for outstanding IO and the barrier between these two is realized by
1777          * unlock of mm->ioctx_lock and lock of ctx->ctx_lock.  Analogously we
1778          * increment ctx->reqs_active before checking for ctx->dead and the
1779          * barrier is realized by unlock and lock of ctx->ctx_lock. Thus if we
1780          * don't see ctx->dead set here, io_destroy() waits for our IO to
1781          * finish.
1782          */
1783         if (ctx->dead) {
1784                 spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1785                 ret = -EINVAL;
1786                 goto out_put_req;
1787         }
1788         aio_run_iocb(req);
1789         if (!list_empty(&ctx->run_list)) {
1790                 /* drain the run list */
1791                 while (__aio_run_iocbs(ctx))
1792                         ;
1793         }
1794         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1795
1796         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1797         return 0;
1798
1799 out_put_req:
1800         aio_put_req(req);       /* drop extra ref to req */
1801         aio_put_req(req);       /* drop i/o ref to req */
1802         return ret;
1803 }
1804
1805 long do_io_submit(aio_context_t ctx_id, long nr,
1806                   struct iocb __user *__user *iocbpp, bool compat)
1807 {
1808         struct kioctx *ctx;
1809         long ret = 0;
1810         int i = 0;
1811         struct blk_plug plug;
1812         struct kiocb_batch batch;
1813
1814         if (unlikely(nr < 0))
1815                 return -EINVAL;
1816
1817         if (unlikely(nr > LONG_MAX/sizeof(*iocbpp)))
1818                 nr = LONG_MAX/sizeof(*iocbpp);
1819
1820         if (unlikely(!access_ok(VERIFY_READ, iocbpp, (nr*sizeof(*iocbpp)))))
1821                 return -EFAULT;
1822
1823         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1824         if (unlikely(!ctx)) {
1825                 pr_debug("EINVAL: io_submit: invalid context id\n");
1826                 return -EINVAL;
1827         }
1828
1829         kiocb_batch_init(&batch, nr);
1830
1831         blk_start_plug(&plug);
1832
1833         /*
1834          * AKPM: should this return a partial result if some of the IOs were
1835          * successfully submitted?
1836          */
1837         for (i=0; i<nr; i++) {
1838                 struct iocb __user *user_iocb;
1839                 struct iocb tmp;
1840
1841                 if (unlikely(__get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
1842                         ret = -EFAULT;
1843                         break;
1844                 }
1845
1846                 if (unlikely(copy_from_user(&tmp, user_iocb, sizeof(tmp)))) {
1847                         ret = -EFAULT;
1848                         break;
1849                 }
1850
1851                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, &tmp, &batch, compat);
1852                 if (ret)
1853                         break;
1854         }
1855         blk_finish_plug(&plug);
1856
1857         kiocb_batch_free(ctx, &batch);
1858         put_ioctx(ctx);
1859         return i ? i : ret;
1860 }
1861
1862 /* sys_io_submit:
1863  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
1864  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
1865  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
1866  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
1867  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
1868  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
1869  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
1870  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
1871  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
1872  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
1873  */
1874 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
1875                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
1876 {
1877         return do_io_submit(ctx_id, nr, iocbpp, 0);
1878 }
1879
1880 /* lookup_kiocb
1881  *      Finds a given iocb for cancellation.
1882  */
1883 static struct kiocb *lookup_kiocb(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *iocb,
1884                                   u32 key)
1885 {
1886         struct list_head *pos;
1887
1888         assert_spin_locked(&ctx->ctx_lock);
1889
1890         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
1891         list_for_each(pos, &ctx->active_reqs) {
1892                 struct kiocb *kiocb = list_kiocb(pos);
1893                 if (kiocb->ki_obj.user == iocb && kiocb->ki_key == key)
1894                         return kiocb;
1895         }
1896         return NULL;
1897 }
1898
1899 /* sys_io_cancel:
1900  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
1901  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
1902  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
1903  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
1904  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
1905  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
1906  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
1907  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1908  */
1909 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
1910                 struct io_event __user *, result)
1911 {
1912         int (*cancel)(struct kiocb *iocb, struct io_event *res);
1913         struct kioctx *ctx;
1914         struct kiocb *kiocb;
1915         u32 key;
1916         int ret;
1917
1918         ret = get_user(key, &iocb->aio_key);
1919         if (unlikely(ret))
1920                 return -EFAULT;
1921
1922         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1923         if (unlikely(!ctx))
1924                 return -EINVAL;
1925
1926         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1927         ret = -EAGAIN;
1928         kiocb = lookup_kiocb(ctx, iocb, key);
1929         if (kiocb && kiocb->ki_cancel) {
1930                 cancel = kiocb->ki_cancel;
1931                 kiocb->ki_users ++;
1932                 kiocbSetCancelled(kiocb);
1933         } else
1934                 cancel = NULL;
1935         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1936
1937         if (NULL != cancel) {
1938                 struct io_event tmp;
1939                 pr_debug("calling cancel\n");
1940                 memset(&tmp, 0, sizeof(tmp));
1941                 tmp.obj = (u64)(unsigned long)kiocb->ki_obj.user;
1942                 tmp.data = kiocb->ki_user_data;
1943                 ret = cancel(kiocb, &tmp);
1944                 if (!ret) {
1945                         /* Cancellation succeeded -- copy the result
1946                          * into the user's buffer.
1947                          */
1948                         if (copy_to_user(result, &tmp, sizeof(tmp)))
1949                                 ret = -EFAULT;
1950                 }
1951         } else
1952                 ret = -EINVAL;
1953
1954         put_ioctx(ctx);
1955
1956         return ret;
1957 }
1958
1959 /* io_getevents:
1960  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
1961  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
1962  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
1963  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
1964  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
1965  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
1966  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
1967  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
1968  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
1969  *      timeout is relative and will be updated if not NULL and the
1970  *      operation blocks. Will fail with -ENOSYS if not implemented.
1971  */
1972 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
1973                 long, min_nr,
1974                 long, nr,
1975                 struct io_event __user *, events,
1976                 struct timespec __user *, timeout)
1977 {
1978         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
1979         long ret = -EINVAL;
1980
1981         if (likely(ioctx)) {
1982                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
1983                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, timeout);
1984                 put_ioctx(ioctx);
1985         }
1986
1987         asmlinkage_protect(5, ret, ctx_id, min_nr, nr, events, timeout);
1988         return ret;
1989 }