GNU Linux-libre 6.8.7-gnu
[releases.git] / fs / aio.c
1 /*
2  *      An async IO implementation for Linux
3  *      Written by Benjamin LaHaise <bcrl@kvack.org>
4  *
5  *      Implements an efficient asynchronous io interface.
6  *
7  *      Copyright 2000, 2001, 2002 Red Hat, Inc.  All Rights Reserved.
8  *      Copyright 2018 Christoph Hellwig.
9  *
10  *      See ../COPYING for licensing terms.
11  */
12 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
13
14 #include <linux/kernel.h>
15 #include <linux/init.h>
16 #include <linux/errno.h>
17 #include <linux/time.h>
18 #include <linux/aio_abi.h>
19 #include <linux/export.h>
20 #include <linux/syscalls.h>
21 #include <linux/backing-dev.h>
22 #include <linux/refcount.h>
23 #include <linux/uio.h>
24
25 #include <linux/sched/signal.h>
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/file.h>
28 #include <linux/mm.h>
29 #include <linux/mman.h>
30 #include <linux/percpu.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/timer.h>
33 #include <linux/aio.h>
34 #include <linux/highmem.h>
35 #include <linux/workqueue.h>
36 #include <linux/security.h>
37 #include <linux/eventfd.h>
38 #include <linux/blkdev.h>
39 #include <linux/compat.h>
40 #include <linux/migrate.h>
41 #include <linux/ramfs.h>
42 #include <linux/percpu-refcount.h>
43 #include <linux/mount.h>
44 #include <linux/pseudo_fs.h>
45
46 #include <linux/uaccess.h>
47 #include <linux/nospec.h>
48
49 #include "internal.h"
50
51 #define KIOCB_KEY               0
52
53 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
54 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
55 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
56 struct aio_ring {
57         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
58         unsigned        nr;     /* number of io_events */
59         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
60                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
61         unsigned        tail;
62
63         unsigned        magic;
64         unsigned        compat_features;
65         unsigned        incompat_features;
66         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
67
68
69         struct io_event         io_events[];
70 }; /* 128 bytes + ring size */
71
72 /*
73  * Plugging is meant to work with larger batches of IOs. If we don't
74  * have more than the below, then don't bother setting up a plug.
75  */
76 #define AIO_PLUG_THRESHOLD      2
77
78 #define AIO_RING_PAGES  8
79
80 struct kioctx_table {
81         struct rcu_head         rcu;
82         unsigned                nr;
83         struct kioctx __rcu     *table[] __counted_by(nr);
84 };
85
86 struct kioctx_cpu {
87         unsigned                reqs_available;
88 };
89
90 struct ctx_rq_wait {
91         struct completion comp;
92         atomic_t count;
93 };
94
95 struct kioctx {
96         struct percpu_ref       users;
97         atomic_t                dead;
98
99         struct percpu_ref       reqs;
100
101         unsigned long           user_id;
102
103         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
104
105         /*
106          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
107          * counter at a time:
108          */
109         unsigned                req_batch;
110         /*
111          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
112          * anything but counting against the global max_reqs quota.
113          *
114          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
115          * aio_setup_ring())
116          */
117         unsigned                max_reqs;
118
119         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
120         unsigned                nr_events;
121
122         unsigned long           mmap_base;
123         unsigned long           mmap_size;
124
125         struct page             **ring_pages;
126         long                    nr_pages;
127
128         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
129
130         /*
131          * signals when all in-flight requests are done
132          */
133         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
134
135         struct {
136                 /*
137                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
138                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
139                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
140                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
141                  *
142                  * We batch accesses to it with a percpu version.
143                  */
144                 atomic_t        reqs_available;
145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
146
147         struct {
148                 spinlock_t      ctx_lock;
149                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
150         } ____cacheline_aligned_in_smp;
151
152         struct {
153                 struct mutex    ring_lock;
154                 wait_queue_head_t wait;
155         } ____cacheline_aligned_in_smp;
156
157         struct {
158                 unsigned        tail;
159                 unsigned        completed_events;
160                 spinlock_t      completion_lock;
161         } ____cacheline_aligned_in_smp;
162
163         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
164         struct file             *aio_ring_file;
165
166         unsigned                id;
167 };
168
169 /*
170  * First field must be the file pointer in all the
171  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
172  */
173 struct fsync_iocb {
174         struct file             *file;
175         struct work_struct      work;
176         bool                    datasync;
177         struct cred             *creds;
178 };
179
180 struct poll_iocb {
181         struct file             *file;
182         struct wait_queue_head  *head;
183         __poll_t                events;
184         bool                    cancelled;
185         bool                    work_scheduled;
186         bool                    work_need_resched;
187         struct wait_queue_entry wait;
188         struct work_struct      work;
189 };
190
191 /*
192  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
193  * as the first entry in their struct definition. So you can
194  * access the file pointer through any of the sub-structs,
195  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
196  */
197 struct aio_kiocb {
198         union {
199                 struct file             *ki_filp;
200                 struct kiocb            rw;
201                 struct fsync_iocb       fsync;
202                 struct poll_iocb        poll;
203         };
204
205         struct kioctx           *ki_ctx;
206         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
207
208         struct io_event         ki_res;
209
210         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
211                                                  * for cancellation */
212         refcount_t              ki_refcnt;
213
214         /*
215          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
216          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
217          */
218         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
219 };
220
221 /*------ sysctl variables----*/
222 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
223 static unsigned long aio_nr;            /* current system wide number of aio requests */
224 static unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
225 /*----end sysctl variables---*/
226 #ifdef CONFIG_SYSCTL
227 static struct ctl_table aio_sysctls[] = {
228         {
229                 .procname       = "aio-nr",
230                 .data           = &aio_nr,
231                 .maxlen         = sizeof(aio_nr),
232                 .mode           = 0444,
233                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
234         },
235         {
236                 .procname       = "aio-max-nr",
237                 .data           = &aio_max_nr,
238                 .maxlen         = sizeof(aio_max_nr),
239                 .mode           = 0644,
240                 .proc_handler   = proc_doulongvec_minmax,
241         },
242 };
243
244 static void __init aio_sysctl_init(void)
245 {
246         register_sysctl_init("fs", aio_sysctls);
247 }
248 #else
249 #define aio_sysctl_init() do { } while (0)
250 #endif
251
252 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
253 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
254
255 static struct vfsmount *aio_mnt;
256
257 static const struct file_operations aio_ring_fops;
258 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
259
260 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
261 {
262         struct file *file;
263         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
264         if (IS_ERR(inode))
265                 return ERR_CAST(inode);
266
267         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
268         inode->i_mapping->i_private_data = ctx;
269         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
270
271         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
272                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
273         if (IS_ERR(file))
274                 iput(inode);
275         return file;
276 }
277
278 static int aio_init_fs_context(struct fs_context *fc)
279 {
280         if (!init_pseudo(fc, AIO_RING_MAGIC))
281                 return -ENOMEM;
282         fc->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
283         return 0;
284 }
285
286 /* aio_setup
287  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
288  *      failure as this is done early during the boot sequence.
289  */
290 static int __init aio_setup(void)
291 {
292         static struct file_system_type aio_fs = {
293                 .name           = "aio",
294                 .init_fs_context = aio_init_fs_context,
295                 .kill_sb        = kill_anon_super,
296         };
297         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
298         if (IS_ERR(aio_mnt))
299                 panic("Failed to create aio fs mount.");
300
301         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
302         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
303         aio_sysctl_init();
304         return 0;
305 }
306 __initcall(aio_setup);
307
308 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
309 {
310         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
311         struct address_space *i_mapping;
312
313         if (aio_ring_file) {
314                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
315
316                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
317                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
318                 spin_lock(&i_mapping->i_private_lock);
319                 i_mapping->i_private_data = NULL;
320                 ctx->aio_ring_file = NULL;
321                 spin_unlock(&i_mapping->i_private_lock);
322
323                 fput(aio_ring_file);
324         }
325 }
326
327 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
328 {
329         int i;
330
331         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
332          * accesses to the kioctx from page migration.
333          */
334         put_aio_ring_file(ctx);
335
336         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
337                 struct page *page;
338                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
339                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
340                 page = ctx->ring_pages[i];
341                 if (!page)
342                         continue;
343                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
344                 put_page(page);
345         }
346
347         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
348                 kfree(ctx->ring_pages);
349                 ctx->ring_pages = NULL;
350         }
351 }
352
353 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
354 {
355         struct file *file = vma->vm_file;
356         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
357         struct kioctx_table *table;
358         int i, res = -EINVAL;
359
360         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
361         rcu_read_lock();
362         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
363         if (!table)
364                 goto out_unlock;
365
366         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
367                 struct kioctx *ctx;
368
369                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
370                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
371                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
372                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
373                                 res = 0;
374                         }
375                         break;
376                 }
377         }
378
379 out_unlock:
380         rcu_read_unlock();
381         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
382         return res;
383 }
384
385 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
386         .mremap         = aio_ring_mremap,
387 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
388         .fault          = filemap_fault,
389         .map_pages      = filemap_map_pages,
390         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
391 #endif
392 };
393
394 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
395 {
396         vm_flags_set(vma, VM_DONTEXPAND);
397         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
398         return 0;
399 }
400
401 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
402         .mmap = aio_ring_mmap,
403 };
404
405 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
406 static int aio_migrate_folio(struct address_space *mapping, struct folio *dst,
407                         struct folio *src, enum migrate_mode mode)
408 {
409         struct kioctx *ctx;
410         unsigned long flags;
411         pgoff_t idx;
412         int rc;
413
414         /*
415          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
416          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
417          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
418          */
419         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
420                 return -EINVAL;
421
422         rc = 0;
423
424         /* mapping->i_private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
425         spin_lock(&mapping->i_private_lock);
426         ctx = mapping->i_private_data;
427         if (!ctx) {
428                 rc = -EINVAL;
429                 goto out;
430         }
431
432         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
433          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
434          * a partially initialized kiotx.
435          */
436         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
437                 rc = -EAGAIN;
438                 goto out;
439         }
440
441         idx = src->index;
442         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
443                 /* Make sure the old folio hasn't already been changed */
444                 if (ctx->ring_pages[idx] != &src->page)
445                         rc = -EAGAIN;
446         } else
447                 rc = -EINVAL;
448
449         if (rc != 0)
450                 goto out_unlock;
451
452         /* Writeback must be complete */
453         BUG_ON(folio_test_writeback(src));
454         folio_get(dst);
455
456         rc = folio_migrate_mapping(mapping, dst, src, 1);
457         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
458                 folio_put(dst);
459                 goto out_unlock;
460         }
461
462         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
463          * while the old folio is copied to the new.  This prevents new
464          * events from being lost.
465          */
466         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
467         folio_migrate_copy(dst, src);
468         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != &src->page);
469         ctx->ring_pages[idx] = &dst->page;
470         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
471
472         /* The old folio is no longer accessible. */
473         folio_put(src);
474
475 out_unlock:
476         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
477 out:
478         spin_unlock(&mapping->i_private_lock);
479         return rc;
480 }
481 #else
482 #define aio_migrate_folio NULL
483 #endif
484
485 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
486         .dirty_folio    = noop_dirty_folio,
487         .migrate_folio  = aio_migrate_folio,
488 };
489
490 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
491 {
492         struct aio_ring *ring;
493         struct mm_struct *mm = current->mm;
494         unsigned long size, unused;
495         int nr_pages;
496         int i;
497         struct file *file;
498
499         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
500         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
501
502         size = sizeof(struct aio_ring);
503         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
504
505         nr_pages = PFN_UP(size);
506         if (nr_pages < 0)
507                 return -EINVAL;
508
509         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
510         if (IS_ERR(file)) {
511                 ctx->aio_ring_file = NULL;
512                 return -ENOMEM;
513         }
514
515         ctx->aio_ring_file = file;
516         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
517                         / sizeof(struct io_event);
518
519         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
520         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
521                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
522                                           GFP_KERNEL);
523                 if (!ctx->ring_pages) {
524                         put_aio_ring_file(ctx);
525                         return -ENOMEM;
526                 }
527         }
528
529         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
530                 struct page *page;
531                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
532                                            i, GFP_USER | __GFP_ZERO);
533                 if (!page)
534                         break;
535                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
536                          current->pid, i, page_count(page));
537                 SetPageUptodate(page);
538                 unlock_page(page);
539
540                 ctx->ring_pages[i] = page;
541         }
542         ctx->nr_pages = i;
543
544         if (unlikely(i != nr_pages)) {
545                 aio_free_ring(ctx);
546                 return -ENOMEM;
547         }
548
549         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
550         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
551
552         if (mmap_write_lock_killable(mm)) {
553                 ctx->mmap_size = 0;
554                 aio_free_ring(ctx);
555                 return -EINTR;
556         }
557
558         ctx->mmap_base = do_mmap(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
559                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
560                                  MAP_SHARED, 0, 0, &unused, NULL);
561         mmap_write_unlock(mm);
562         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
563                 ctx->mmap_size = 0;
564                 aio_free_ring(ctx);
565                 return -ENOMEM;
566         }
567
568         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
569
570         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
571         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
572
573         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
574         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
575         ring->id = ~0U;
576         ring->head = ring->tail = 0;
577         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
578         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
579         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
580         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
581         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
582
583         return 0;
584 }
585
586 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
587 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
588 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
589
590 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
591 {
592         struct aio_kiocb *req;
593         struct kioctx *ctx;
594         unsigned long flags;
595
596         /*
597          * kiocb didn't come from aio or is neither a read nor a write, hence
598          * ignore it.
599          */
600         if (!(iocb->ki_flags & IOCB_AIO_RW))
601                 return;
602
603         req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
604
605         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
606                 return;
607
608         ctx = req->ki_ctx;
609
610         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
611         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
612         req->ki_cancel = cancel;
613         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
614 }
615 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
616
617 /*
618  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
619  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
620  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
621  */
622 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
623 {
624         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
625                                           free_rwork);
626         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
627
628         aio_free_ring(ctx);
629         free_percpu(ctx->cpu);
630         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
631         percpu_ref_exit(&ctx->users);
632         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
633 }
634
635 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
636 {
637         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
638
639         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
640         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
641                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
642
643         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
644         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
645         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
646 }
647
648 /*
649  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
650  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
651  * now it's safe to cancel any that need to be.
652  */
653 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
654 {
655         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
656         struct aio_kiocb *req;
657
658         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
659
660         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
661                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
662                                        struct aio_kiocb, ki_list);
663                 req->ki_cancel(&req->rw);
664                 list_del_init(&req->ki_list);
665         }
666
667         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
668
669         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
670         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
671 }
672
673 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
674 {
675         unsigned i, new_nr;
676         struct kioctx_table *table, *old;
677         struct aio_ring *ring;
678
679         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
680         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
681
682         while (1) {
683                 if (table)
684                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
685                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
686                                         ctx->id = i;
687                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
688                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
689
690                                         /* While kioctx setup is in progress,
691                                          * we are protected from page migration
692                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
693                                          */
694                                         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
695                                         ring->id = ctx->id;
696                                         return 0;
697                                 }
698
699                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
700                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
701
702                 table = kzalloc(struct_size(table, table, new_nr), GFP_KERNEL);
703                 if (!table)
704                         return -ENOMEM;
705
706                 table->nr = new_nr;
707
708                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
709                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
710
711                 if (!old) {
712                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
713                 } else if (table->nr > old->nr) {
714                         memcpy(table->table, old->table,
715                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
716
717                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
718                         kfree_rcu(old, rcu);
719                 } else {
720                         kfree(table);
721                         table = old;
722                 }
723         }
724 }
725
726 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
727 {
728         spin_lock(&aio_nr_lock);
729         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
730                 aio_nr = 0;
731         else
732                 aio_nr -= nr;
733         spin_unlock(&aio_nr_lock);
734 }
735
736 /* ioctx_alloc
737  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
738  */
739 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
740 {
741         struct mm_struct *mm = current->mm;
742         struct kioctx *ctx;
743         int err = -ENOMEM;
744
745         /*
746          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
747          * for counting against the global limit -- before it changes.
748          */
749         unsigned int max_reqs = nr_events;
750
751         /*
752          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
753          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
754          *
755          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
756          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
757          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
758          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
759          */
760         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
761         nr_events *= 2;
762
763         /* Prevent overflows */
764         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
765                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
766                 return ERR_PTR(-EINVAL);
767         }
768
769         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
770                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
771
772         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
773         if (!ctx)
774                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
775
776         ctx->max_reqs = max_reqs;
777
778         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
779         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
780         mutex_init(&ctx->ring_lock);
781         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
782          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
783         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
784         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
785
786         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
787
788         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
789                 goto err;
790
791         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
792                 goto err;
793
794         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
795         if (!ctx->cpu)
796                 goto err;
797
798         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
799         if (err < 0)
800                 goto err;
801
802         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
803         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
804         if (ctx->req_batch < 1)
805                 ctx->req_batch = 1;
806
807         /* limit the number of system wide aios */
808         spin_lock(&aio_nr_lock);
809         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
810             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
811                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
812                 err = -EAGAIN;
813                 goto err_ctx;
814         }
815         aio_nr += ctx->max_reqs;
816         spin_unlock(&aio_nr_lock);
817
818         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
819         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
820
821         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
822         if (err)
823                 goto err_cleanup;
824
825         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
826         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
827
828         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
829                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
830         return ctx;
831
832 err_cleanup:
833         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
834 err_ctx:
835         atomic_set(&ctx->dead, 1);
836         if (ctx->mmap_size)
837                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
838         aio_free_ring(ctx);
839 err:
840         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
841         free_percpu(ctx->cpu);
842         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
843         percpu_ref_exit(&ctx->users);
844         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
845         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
846         return ERR_PTR(err);
847 }
848
849 /* kill_ioctx
850  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
851  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
852  *      the rapid destruction of the kioctx.
853  */
854 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
855                       struct ctx_rq_wait *wait)
856 {
857         struct kioctx_table *table;
858
859         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
860         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
861                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
862                 return -EINVAL;
863         }
864
865         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
866         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
867         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
868         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
869
870         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
871         wake_up_all(&ctx->wait);
872
873         /*
874          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
875          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
876          * has already returned, so io_setup() could potentially return
877          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
878          *  could tell).
879          */
880         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
881
882         if (ctx->mmap_size)
883                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
884
885         ctx->rq_wait = wait;
886         percpu_ref_kill(&ctx->users);
887         return 0;
888 }
889
890 /*
891  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
892  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
893  * called on the context.
894  *
895  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
896  * them.
897  */
898 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
899 {
900         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
901         struct ctx_rq_wait wait;
902         int i, skipped;
903
904         if (!table)
905                 return;
906
907         atomic_set(&wait.count, table->nr);
908         init_completion(&wait.comp);
909
910         skipped = 0;
911         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
912                 struct kioctx *ctx =
913                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
914
915                 if (!ctx) {
916                         skipped++;
917                         continue;
918                 }
919
920                 /*
921                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
922                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
923                  * this is not necessarily our ->mm.
924                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
925                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
926                  */
927                 ctx->mmap_size = 0;
928                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
929         }
930
931         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
932                 /* Wait until all IO for the context are done. */
933                 wait_for_completion(&wait.comp);
934         }
935
936         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
937         kfree(table);
938 }
939
940 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
941 {
942         struct kioctx_cpu *kcpu;
943         unsigned long flags;
944
945         local_irq_save(flags);
946         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
947         kcpu->reqs_available += nr;
948
949         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
950                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
951                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
952         }
953
954         local_irq_restore(flags);
955 }
956
957 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
958 {
959         struct kioctx_cpu *kcpu;
960         bool ret = false;
961         unsigned long flags;
962
963         local_irq_save(flags);
964         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
965         if (!kcpu->reqs_available) {
966                 int avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
967
968                 do {
969                         if (avail < ctx->req_batch)
970                                 goto out;
971                 } while (!atomic_try_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
972                                              &avail, avail - ctx->req_batch));
973
974                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
975         }
976
977         ret = true;
978         kcpu->reqs_available--;
979 out:
980         local_irq_restore(flags);
981         return ret;
982 }
983
984 /* refill_reqs_available
985  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
986  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
987  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
988  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
989  *      called holding ctx->completion_lock.
990  */
991 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
992                                   unsigned tail)
993 {
994         unsigned events_in_ring, completed;
995
996         /* Clamp head since userland can write to it. */
997         head %= ctx->nr_events;
998         if (head <= tail)
999                 events_in_ring = tail - head;
1000         else
1001                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
1002
1003         completed = ctx->completed_events;
1004         if (events_in_ring < completed)
1005                 completed -= events_in_ring;
1006         else
1007                 completed = 0;
1008
1009         if (!completed)
1010                 return;
1011
1012         ctx->completed_events -= completed;
1013         put_reqs_available(ctx, completed);
1014 }
1015
1016 /* user_refill_reqs_available
1017  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
1018  *      out of space in the completion ring.
1019  */
1020 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1021 {
1022         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1023         if (ctx->completed_events) {
1024                 struct aio_ring *ring;
1025                 unsigned head;
1026
1027                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1028                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1029                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1030                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1031                  * aio_complete() from updating tail by holding
1032                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1033                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1034                  * safe/right thing.
1035                  */
1036                 ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1037                 head = ring->head;
1038
1039                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1040         }
1041
1042         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1043 }
1044
1045 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1046 {
1047         if (__get_reqs_available(ctx))
1048                 return true;
1049         user_refill_reqs_available(ctx);
1050         return __get_reqs_available(ctx);
1051 }
1052
1053 /* aio_get_req
1054  *      Allocate a slot for an aio request.
1055  * Returns NULL if no requests are free.
1056  *
1057  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1058  * one for the synchronous code that does this.
1059  */
1060 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1061 {
1062         struct aio_kiocb *req;
1063
1064         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1065         if (unlikely(!req))
1066                 return NULL;
1067
1068         if (unlikely(!get_reqs_available(ctx))) {
1069                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1070                 return NULL;
1071         }
1072
1073         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1074         req->ki_ctx = ctx;
1075         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1076         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1077         req->ki_eventfd = NULL;
1078         return req;
1079 }
1080
1081 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1082 {
1083         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1084         struct mm_struct *mm = current->mm;
1085         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1086         struct kioctx_table *table;
1087         unsigned id;
1088
1089         if (get_user(id, &ring->id))
1090                 return NULL;
1091
1092         rcu_read_lock();
1093         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1094
1095         if (!table || id >= table->nr)
1096                 goto out;
1097
1098         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1099         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1100         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1101                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1102                         ret = ctx;
1103         }
1104 out:
1105         rcu_read_unlock();
1106         return ret;
1107 }
1108
1109 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1110 {
1111         if (iocb->ki_eventfd)
1112                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1113         if (iocb->ki_filp)
1114                 fput(iocb->ki_filp);
1115         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1116         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1117 }
1118
1119 struct aio_waiter {
1120         struct wait_queue_entry w;
1121         size_t                  min_nr;
1122 };
1123
1124 /* aio_complete
1125  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1126  */
1127 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1128 {
1129         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1130         struct aio_ring *ring;
1131         struct io_event *ev_page, *event;
1132         unsigned tail, pos, head, avail;
1133         unsigned long   flags;
1134
1135         /*
1136          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1137          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1138          * pointer since we might be called from irq context.
1139          */
1140         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1141
1142         tail = ctx->tail;
1143         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1144
1145         if (++tail >= ctx->nr_events)
1146                 tail = 0;
1147
1148         ev_page = page_address(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1149         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1150
1151         *event = iocb->ki_res;
1152
1153         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1154
1155         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1156                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1157                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1158
1159         /* after flagging the request as done, we
1160          * must never even look at it again
1161          */
1162         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1163
1164         ctx->tail = tail;
1165
1166         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1167         head = ring->head;
1168         ring->tail = tail;
1169         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1170
1171         ctx->completed_events++;
1172         if (ctx->completed_events > 1)
1173                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1174
1175         avail = tail > head
1176                 ? tail - head
1177                 : tail + ctx->nr_events - head;
1178         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1179
1180         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1181
1182         /*
1183          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1184          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1185          * from IRQ context.
1186          */
1187         if (iocb->ki_eventfd)
1188                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd);
1189
1190         /*
1191          * We have to order our ring_info tail store above and test
1192          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1193          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1194          * ordered with the unlocked test.
1195          */
1196         smp_mb();
1197
1198         if (waitqueue_active(&ctx->wait)) {
1199                 struct aio_waiter *curr, *next;
1200                 unsigned long flags;
1201
1202                 spin_lock_irqsave(&ctx->wait.lock, flags);
1203                 list_for_each_entry_safe(curr, next, &ctx->wait.head, w.entry)
1204                         if (avail >= curr->min_nr) {
1205                                 wake_up_process(curr->w.private);
1206                                 list_del_init_careful(&curr->w.entry);
1207                         }
1208                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->wait.lock, flags);
1209         }
1210 }
1211
1212 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1213 {
1214         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1215                 aio_complete(iocb);
1216                 iocb_destroy(iocb);
1217         }
1218 }
1219
1220 /* aio_read_events_ring
1221  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1222  *      events fetched
1223  */
1224 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1225                                  struct io_event __user *event, long nr)
1226 {
1227         struct aio_ring *ring;
1228         unsigned head, tail, pos;
1229         long ret = 0;
1230         int copy_ret;
1231
1232         /*
1233          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1234          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1235          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1236          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1237          */
1238         sched_annotate_sleep();
1239         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1240
1241         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1242         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1243         head = ring->head;
1244         tail = ring->tail;
1245
1246         /*
1247          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1248          * we also see the events that were stored up to the tail.
1249          */
1250         smp_rmb();
1251
1252         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1253
1254         if (head == tail)
1255                 goto out;
1256
1257         head %= ctx->nr_events;
1258         tail %= ctx->nr_events;
1259
1260         while (ret < nr) {
1261                 long avail;
1262                 struct io_event *ev;
1263                 struct page *page;
1264
1265                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1266                 if (head == tail)
1267                         break;
1268
1269                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1270                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1271                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1272
1273                 avail = min(avail, nr - ret);
1274                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1275
1276                 ev = page_address(page);
1277                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1278                                         sizeof(*ev) * avail);
1279
1280                 if (unlikely(copy_ret)) {
1281                         ret = -EFAULT;
1282                         goto out;
1283                 }
1284
1285                 ret += avail;
1286                 head += avail;
1287                 head %= ctx->nr_events;
1288         }
1289
1290         ring = page_address(ctx->ring_pages[0]);
1291         ring->head = head;
1292         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1293
1294         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1295 out:
1296         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1297
1298         return ret;
1299 }
1300
1301 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1302                             struct io_event __user *event, long *i)
1303 {
1304         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1305
1306         if (ret > 0)
1307                 *i += ret;
1308
1309         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1310                 ret = -EINVAL;
1311
1312         if (!*i)
1313                 *i = ret;
1314
1315         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1316 }
1317
1318 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1319                         struct io_event __user *event,
1320                         ktime_t until)
1321 {
1322         struct hrtimer_sleeper  t;
1323         struct aio_waiter       w;
1324         long ret = 0, ret2 = 0;
1325
1326         /*
1327          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1328          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1329          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1330          *
1331          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1332          * the task state back to TASK_RUNNING.
1333          *
1334          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1335          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1336          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1337          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1338          * something to be aware of when touching this code.
1339          */
1340         aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1341         if (until == 0 || ret < 0 || ret >= min_nr)
1342                 return ret;
1343
1344         hrtimer_init_sleeper_on_stack(&t, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
1345         if (until != KTIME_MAX) {
1346                 hrtimer_set_expires_range_ns(&t.timer, until, current->timer_slack_ns);
1347                 hrtimer_sleeper_start_expires(&t, HRTIMER_MODE_REL);
1348         }
1349
1350         init_wait(&w.w);
1351
1352         while (1) {
1353                 unsigned long nr_got = ret;
1354
1355                 w.min_nr = min_nr - ret;
1356
1357                 ret2 = prepare_to_wait_event(&ctx->wait, &w.w, TASK_INTERRUPTIBLE);
1358                 if (!ret2 && !t.task)
1359                         ret2 = -ETIME;
1360
1361                 if (aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret) || ret2)
1362                         break;
1363
1364                 if (nr_got == ret)
1365                         schedule();
1366         }
1367
1368         finish_wait(&ctx->wait, &w.w);
1369         hrtimer_cancel(&t.timer);
1370         destroy_hrtimer_on_stack(&t.timer);
1371
1372         return ret;
1373 }
1374
1375 /* sys_io_setup:
1376  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1377  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1378  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1379  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting 
1380  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1381  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail 
1382  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit 
1383  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1384  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1385  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1386  *      implemented.
1387  */
1388 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1389 {
1390         struct kioctx *ioctx = NULL;
1391         unsigned long ctx;
1392         long ret;
1393
1394         ret = get_user(ctx, ctxp);
1395         if (unlikely(ret))
1396                 goto out;
1397
1398         ret = -EINVAL;
1399         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1400                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1401                          ctx, nr_events);
1402                 goto out;
1403         }
1404
1405         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1406         ret = PTR_ERR(ioctx);
1407         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1408                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1409                 if (ret)
1410                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1411                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1412         }
1413
1414 out:
1415         return ret;
1416 }
1417
1418 #ifdef CONFIG_COMPAT
1419 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1420 {
1421         struct kioctx *ioctx = NULL;
1422         unsigned long ctx;
1423         long ret;
1424
1425         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1426         if (unlikely(ret))
1427                 goto out;
1428
1429         ret = -EINVAL;
1430         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1431                 pr_debug("EINVAL: 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                 /* truncating is ok because it's a user address */
1440                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1441                 if (ret)
1442                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1443                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1444         }
1445
1446 out:
1447         return ret;
1448 }
1449 #endif
1450
1451 /* sys_io_destroy:
1452  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding 
1453  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1454  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1455  *      is invalid.
1456  */
1457 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1458 {
1459         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1460         if (likely(NULL != ioctx)) {
1461                 struct ctx_rq_wait wait;
1462                 int ret;
1463
1464                 init_completion(&wait.comp);
1465                 atomic_set(&wait.count, 1);
1466
1467                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1468                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1469                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1470                  */
1471                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1472                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1473
1474                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1475                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1476                  * is destroyed.
1477                  */
1478                 if (!ret)
1479                         wait_for_completion(&wait.comp);
1480
1481                 return ret;
1482         }
1483         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1484         return -EINVAL;
1485 }
1486
1487 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1488 {
1489         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1490         unsigned long flags;
1491
1492         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1493         list_del(&iocb->ki_list);
1494         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1495 }
1496
1497 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res)
1498 {
1499         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1500
1501         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1502                 aio_remove_iocb(iocb);
1503
1504         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1505                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1506
1507                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1508                         kiocb_end_write(kiocb);
1509         }
1510
1511         iocb->ki_res.res = res;
1512         iocb->ki_res.res2 = 0;
1513         iocb_put(iocb);
1514 }
1515
1516 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1517 {
1518         int ret;
1519
1520         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1521         req->private = NULL;
1522         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1523         req->ki_flags = req->ki_filp->f_iocb_flags | IOCB_AIO_RW;
1524         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1525                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1526         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1527                 /*
1528                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1529                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1530                  * class and priority.
1531                  */
1532                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1533                 if (ret) {
1534                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1535                         return ret;
1536                 }
1537
1538                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1539         } else
1540                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1541
1542         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1543         if (unlikely(ret))
1544                 return ret;
1545
1546         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1547         return 0;
1548 }
1549
1550 static ssize_t aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb,
1551                 struct iovec **iovec, bool vectored, bool compat,
1552                 struct iov_iter *iter)
1553 {
1554         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1555         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1556
1557         if (!vectored) {
1558                 ssize_t ret = import_ubuf(rw, buf, len, iter);
1559                 *iovec = NULL;
1560                 return ret;
1561         }
1562
1563         return __import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter, compat);
1564 }
1565
1566 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1567 {
1568         switch (ret) {
1569         case -EIOCBQUEUED:
1570                 break;
1571         case -ERESTARTSYS:
1572         case -ERESTARTNOINTR:
1573         case -ERESTARTNOHAND:
1574         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1575                 /*
1576                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1577                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1578                  */
1579                 ret = -EINTR;
1580                 fallthrough;
1581         default:
1582                 req->ki_complete(req, ret);
1583         }
1584 }
1585
1586 static int aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1587                         bool vectored, bool compat)
1588 {
1589         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1590         struct iov_iter iter;
1591         struct file *file;
1592         int ret;
1593
1594         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1595         if (ret)
1596                 return ret;
1597         file = req->ki_filp;
1598         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1599                 return -EBADF;
1600         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1601                 return -EINVAL;
1602
1603         ret = aio_setup_rw(ITER_DEST, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1604         if (ret < 0)
1605                 return ret;
1606         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1607         if (!ret)
1608                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1609         kfree(iovec);
1610         return ret;
1611 }
1612
1613 static int aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1614                          bool vectored, bool compat)
1615 {
1616         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1617         struct iov_iter iter;
1618         struct file *file;
1619         int ret;
1620
1621         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1622         if (ret)
1623                 return ret;
1624         file = req->ki_filp;
1625
1626         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1627                 return -EBADF;
1628         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1629                 return -EINVAL;
1630
1631         ret = aio_setup_rw(ITER_SOURCE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1632         if (ret < 0)
1633                 return ret;
1634         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1635         if (!ret) {
1636                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode))
1637                         kiocb_start_write(req);
1638                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1639                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1640         }
1641         kfree(iovec);
1642         return ret;
1643 }
1644
1645 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1646 {
1647         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1648         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1649
1650         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1651         revert_creds(old_cred);
1652         put_cred(iocb->fsync.creds);
1653         iocb_put(iocb);
1654 }
1655
1656 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1657                      bool datasync)
1658 {
1659         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1660                         iocb->aio_rw_flags))
1661                 return -EINVAL;
1662
1663         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1664                 return -EINVAL;
1665
1666         req->creds = prepare_creds();
1667         if (!req->creds)
1668                 return -ENOMEM;
1669
1670         req->datasync = datasync;
1671         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1672         schedule_work(&req->work);
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1677 {
1678         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1679         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1680
1681         iocb_put(iocb);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1686  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1687  *
1688  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1689  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1690  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1691  */
1692 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1693 {
1694         wait_queue_head_t *head;
1695
1696         /*
1697          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1698          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1699          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1700          *
1701          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1702          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1703          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1704          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1705          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1706          *
1707          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1708          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1709          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1710          */
1711         rcu_read_lock();
1712         head = smp_load_acquire(&req->head);
1713         if (head) {
1714                 spin_lock(&head->lock);
1715                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1716                         return true;
1717                 spin_unlock(&head->lock);
1718         }
1719         rcu_read_unlock();
1720         return false;
1721 }
1722
1723 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1724 {
1725         spin_unlock(&req->head->lock);
1726         rcu_read_unlock();
1727 }
1728
1729 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1730 {
1731         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1732         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1733         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1734         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1735         __poll_t mask = 0;
1736
1737         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1738                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1739
1740         /*
1741          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1742          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1743          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1744          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1745          * avoid further branches in the fast path.
1746          */
1747         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1748         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1749                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1750                         /*
1751                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1752                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1753                          */
1754                         if (req->work_need_resched) {
1755                                 schedule_work(&req->work);
1756                                 req->work_need_resched = false;
1757                         } else {
1758                                 req->work_scheduled = false;
1759                         }
1760                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1761                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1762                         return;
1763                 }
1764                 list_del_init(&req->wait.entry);
1765                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1766         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1767         list_del_init(&iocb->ki_list);
1768         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1769         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1770
1771         iocb_put(iocb);
1772 }
1773
1774 /* assumes we are called with irqs disabled */
1775 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1776 {
1777         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1778         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1779
1780         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1781                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1782                 if (!req->work_scheduled) {
1783                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1784                         req->work_scheduled = true;
1785                 }
1786                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1787         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1788
1789         return 0;
1790 }
1791
1792 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1793                 void *key)
1794 {
1795         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1796         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1797         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1798         unsigned long flags;
1799
1800         /* for instances that support it check for an event match first: */
1801         if (mask && !(mask & req->events))
1802                 return 0;
1803
1804         /*
1805          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1806          * conditions be met:
1807          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1808          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1809          *      the events, so inline completion isn't possible.
1810          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1811          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1812          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1813          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1814          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1815          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1816          */
1817         if (mask && !req->work_scheduled &&
1818             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1819                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1820
1821                 list_del_init(&req->wait.entry);
1822                 list_del(&iocb->ki_list);
1823                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1824                 if (iocb->ki_eventfd && !eventfd_signal_allowed()) {
1825                         iocb = NULL;
1826                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1827                         schedule_work(&req->work);
1828                 }
1829                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1830                 if (iocb)
1831                         iocb_put(iocb);
1832         } else {
1833                 /*
1834                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1835                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1836                  *
1837                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1838                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1839                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1840                  * exception to this; see below.
1841                  */
1842                 if (req->work_scheduled) {
1843                         req->work_need_resched = true;
1844                 } else {
1845                         schedule_work(&req->work);
1846                         req->work_scheduled = true;
1847                 }
1848
1849                 /*
1850                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1851                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1852                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1853                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1854                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1855                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1856                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1857                  */
1858                 if (mask & POLLFREE) {
1859                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1860                         list_del_init(&req->wait.entry);
1861
1862                         /*
1863                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1864                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1865                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1866                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1867                          */
1868                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1869                 }
1870         }
1871         return 1;
1872 }
1873
1874 struct aio_poll_table {
1875         struct poll_table_struct        pt;
1876         struct aio_kiocb                *iocb;
1877         bool                            queued;
1878         int                             error;
1879 };
1880
1881 static void
1882 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1883                 struct poll_table_struct *p)
1884 {
1885         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1886
1887         /* multiple wait queues per file are not supported */
1888         if (unlikely(pt->queued)) {
1889                 pt->error = -EINVAL;
1890                 return;
1891         }
1892
1893         pt->queued = true;
1894         pt->error = 0;
1895         pt->iocb->poll.head = head;
1896         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1897 }
1898
1899 static int aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1900 {
1901         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1902         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1903         struct aio_poll_table apt;
1904         bool cancel = false;
1905         __poll_t mask;
1906
1907         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1908         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1909                 return -EINVAL;
1910         /* reject fields that are not defined for poll */
1911         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1912                 return -EINVAL;
1913
1914         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1915         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1916
1917         req->head = NULL;
1918         req->cancelled = false;
1919         req->work_scheduled = false;
1920         req->work_need_resched = false;
1921
1922         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1923         apt.pt._key = req->events;
1924         apt.iocb = aiocb;
1925         apt.queued = false;
1926         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1927
1928         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1929         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1930         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1931
1932         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1933         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1934         if (likely(apt.queued)) {
1935                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1936
1937                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1938                         /*
1939                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1940                          * completion work, or completed the request inline.
1941                          */
1942                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1943                                 cancel = true;
1944                         apt.error = 0;
1945                         mask = 0;
1946                 }
1947                 if (mask || apt.error) {
1948                         /* Steal to complete synchronously. */
1949                         list_del_init(&req->wait.entry);
1950                 } else if (cancel) {
1951                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1952                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1953                 } else if (on_queue) {
1954                         /*
1955                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1956                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1957                          */
1958                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1959                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1960                 }
1961                 if (on_queue)
1962                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1963         }
1964         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1965                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1966                 apt.error = 0;
1967         }
1968         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1969         if (mask)
1970                 iocb_put(aiocb);
1971         return apt.error;
1972 }
1973
1974 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1975                            struct iocb __user *user_iocb, struct aio_kiocb *req,
1976                            bool compat)
1977 {
1978         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1979         if (unlikely(!req->ki_filp))
1980                 return -EBADF;
1981
1982         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1983                 struct eventfd_ctx *eventfd;
1984                 /*
1985                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1986                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1987                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1988                  * event using the eventfd_signal() function.
1989                  */
1990                 eventfd = eventfd_ctx_fdget(iocb->aio_resfd);
1991                 if (IS_ERR(eventfd))
1992                         return PTR_ERR(eventfd);
1993
1994                 req->ki_eventfd = eventfd;
1995         }
1996
1997         if (unlikely(put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key))) {
1998                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1999                 return -EFAULT;
2000         }
2001
2002         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
2003         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
2004         req->ki_res.res = 0;
2005         req->ki_res.res2 = 0;
2006
2007         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
2008         case IOCB_CMD_PREAD:
2009                 return aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
2010         case IOCB_CMD_PWRITE:
2011                 return aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
2012         case IOCB_CMD_PREADV:
2013                 return aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
2014         case IOCB_CMD_PWRITEV:
2015                 return aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
2016         case IOCB_CMD_FSYNC:
2017                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
2018         case IOCB_CMD_FDSYNC:
2019                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
2020         case IOCB_CMD_POLL:
2021                 return aio_poll(req, iocb);
2022         default:
2023                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
2024                 return -EINVAL;
2025         }
2026 }
2027
2028 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
2029                          bool compat)
2030 {
2031         struct aio_kiocb *req;
2032         struct iocb iocb;
2033         int err;
2034
2035         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
2036                 return -EFAULT;
2037
2038         /* enforce forwards compatibility on users */
2039         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
2040                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
2041                 return -EINVAL;
2042         }
2043
2044         /* prevent overflows */
2045         if (unlikely(
2046             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
2047             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
2048             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
2049            )) {
2050                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
2051                 return -EINVAL;
2052         }
2053
2054         req = aio_get_req(ctx);
2055         if (unlikely(!req))
2056                 return -EAGAIN;
2057
2058         err = __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, req, compat);
2059
2060         /* Done with the synchronous reference */
2061         iocb_put(req);
2062
2063         /*
2064          * If err is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2065          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2066          * means that we need to destroy req ourselves.
2067          */
2068         if (unlikely(err)) {
2069                 iocb_destroy(req);
2070                 put_reqs_available(ctx, 1);
2071         }
2072         return err;
2073 }
2074
2075 /* sys_io_submit:
2076  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2077  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2078  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2079  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2080  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2081  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2082  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2083  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2084  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2085  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2086  */
2087 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2088                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2089 {
2090         struct kioctx *ctx;
2091         long ret = 0;
2092         int i = 0;
2093         struct blk_plug plug;
2094
2095         if (unlikely(nr < 0))
2096                 return -EINVAL;
2097
2098         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2099         if (unlikely(!ctx)) {
2100                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2101                 return -EINVAL;
2102         }
2103
2104         if (nr > ctx->nr_events)
2105                 nr = ctx->nr_events;
2106
2107         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2108                 blk_start_plug(&plug);
2109         for (i = 0; i < nr; i++) {
2110                 struct iocb __user *user_iocb;
2111
2112                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2113                         ret = -EFAULT;
2114                         break;
2115                 }
2116
2117                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2118                 if (ret)
2119                         break;
2120         }
2121         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2122                 blk_finish_plug(&plug);
2123
2124         percpu_ref_put(&ctx->users);
2125         return i ? i : ret;
2126 }
2127
2128 #ifdef CONFIG_COMPAT
2129 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2130                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2131 {
2132         struct kioctx *ctx;
2133         long ret = 0;
2134         int i = 0;
2135         struct blk_plug plug;
2136
2137         if (unlikely(nr < 0))
2138                 return -EINVAL;
2139
2140         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2141         if (unlikely(!ctx)) {
2142                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2143                 return -EINVAL;
2144         }
2145
2146         if (nr > ctx->nr_events)
2147                 nr = ctx->nr_events;
2148
2149         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2150                 blk_start_plug(&plug);
2151         for (i = 0; i < nr; i++) {
2152                 compat_uptr_t user_iocb;
2153
2154                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2155                         ret = -EFAULT;
2156                         break;
2157                 }
2158
2159                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2160                 if (ret)
2161                         break;
2162         }
2163         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2164                 blk_finish_plug(&plug);
2165
2166         percpu_ref_put(&ctx->users);
2167         return i ? i : ret;
2168 }
2169 #endif
2170
2171 /* sys_io_cancel:
2172  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2173  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2174  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2175  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2176  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2177  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2178  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2179  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2180  */
2181 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2182                 struct io_event __user *, result)
2183 {
2184         struct kioctx *ctx;
2185         struct aio_kiocb *kiocb;
2186         int ret = -EINVAL;
2187         u32 key;
2188         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2189
2190         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2191                 return -EFAULT;
2192         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2193                 return -EINVAL;
2194
2195         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2196         if (unlikely(!ctx))
2197                 return -EINVAL;
2198
2199         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2200         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2201         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2202                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2203                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2204                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2205                         break;
2206                 }
2207         }
2208         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2209
2210         if (!ret) {
2211                 /*
2212                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2213                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2214                  * cancellation is progress:
2215                  */
2216                 ret = -EINPROGRESS;
2217         }
2218
2219         percpu_ref_put(&ctx->users);
2220
2221         return ret;
2222 }
2223
2224 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2225                 long min_nr,
2226                 long nr,
2227                 struct io_event __user *events,
2228                 struct timespec64 *ts)
2229 {
2230         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2231         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2232         long ret = -EINVAL;
2233
2234         if (likely(ioctx)) {
2235                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2236                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2237                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2238         }
2239
2240         return ret;
2241 }
2242
2243 /* io_getevents:
2244  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2245  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2246  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2247  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2248  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2249  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2250  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2251  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2252  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2253  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2254  */
2255 #ifdef CONFIG_64BIT
2256
2257 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2258                 long, min_nr,
2259                 long, nr,
2260                 struct io_event __user *, events,
2261                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2262 {
2263         struct timespec64       ts;
2264         int                     ret;
2265
2266         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2267                 return -EFAULT;
2268
2269         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2270         if (!ret && signal_pending(current))
2271                 ret = -EINTR;
2272         return ret;
2273 }
2274
2275 #endif
2276
2277 struct __aio_sigset {
2278         const sigset_t __user   *sigmask;
2279         size_t          sigsetsize;
2280 };
2281
2282 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2283                 aio_context_t, ctx_id,
2284                 long, min_nr,
2285                 long, nr,
2286                 struct io_event __user *, events,
2287                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2288                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2289 {
2290         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2291         struct timespec64       ts;
2292         bool interrupted;
2293         int ret;
2294
2295         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2296                 return -EFAULT;
2297
2298         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2299                 return -EFAULT;
2300
2301         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2302         if (ret)
2303                 return ret;
2304
2305         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2306
2307         interrupted = signal_pending(current);
2308         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2309         if (interrupted && !ret)
2310                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2311
2312         return ret;
2313 }
2314
2315 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2316
2317 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2318                 aio_context_t, ctx_id,
2319                 long, min_nr,
2320                 long, nr,
2321                 struct io_event __user *, events,
2322                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2323                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2324 {
2325         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2326         struct timespec64       ts;
2327         bool interrupted;
2328         int ret;
2329
2330         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2331                 return -EFAULT;
2332
2333         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2334                 return -EFAULT;
2335
2336
2337         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2338         if (ret)
2339                 return ret;
2340
2341         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2342
2343         interrupted = signal_pending(current);
2344         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2345         if (interrupted && !ret)
2346                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2347
2348         return ret;
2349 }
2350
2351 #endif
2352
2353 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2354
2355 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2356                 __s32, min_nr,
2357                 __s32, nr,
2358                 struct io_event __user *, events,
2359                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2360 {
2361         struct timespec64 t;
2362         int ret;
2363
2364         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2365                 return -EFAULT;
2366
2367         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2368         if (!ret && signal_pending(current))
2369                 ret = -EINTR;
2370         return ret;
2371 }
2372
2373 #endif
2374
2375 #ifdef CONFIG_COMPAT
2376
2377 struct __compat_aio_sigset {
2378         compat_uptr_t           sigmask;
2379         compat_size_t           sigsetsize;
2380 };
2381
2382 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2383
2384 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2385                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2386                 compat_long_t, min_nr,
2387                 compat_long_t, nr,
2388                 struct io_event __user *, events,
2389                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2390                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2391 {
2392         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2393         struct timespec64 t;
2394         bool interrupted;
2395         int ret;
2396
2397         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2398                 return -EFAULT;
2399
2400         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2401                 return -EFAULT;
2402
2403         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2404         if (ret)
2405                 return ret;
2406
2407         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2408
2409         interrupted = signal_pending(current);
2410         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2411         if (interrupted && !ret)
2412                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2413
2414         return ret;
2415 }
2416
2417 #endif
2418
2419 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2420                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2421                 compat_long_t, min_nr,
2422                 compat_long_t, nr,
2423                 struct io_event __user *, events,
2424                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2425                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2426 {
2427         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2428         struct timespec64 t;
2429         bool interrupted;
2430         int ret;
2431
2432         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2433                 return -EFAULT;
2434
2435         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2436                 return -EFAULT;
2437
2438         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2439         if (ret)
2440                 return ret;
2441
2442         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2443
2444         interrupted = signal_pending(current);
2445         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2446         if (interrupted && !ret)
2447                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2448
2449         return ret;
2450 }
2451 #endif