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/mmu_context.h>
  31 #include <linux/percpu.h>
  32 #include <linux/slab.h>
  33 #include <linux/timer.h>
  34 #include <linux/aio.h>
  35 #include <linux/highmem.h>
  36 #include <linux/workqueue.h>
  37 #include <linux/security.h>
  38 #include <linux/eventfd.h>
  39 #include <linux/blkdev.h>
  40 #include <linux/compat.h>
  41 #include <linux/migrate.h>
  42 #include <linux/ramfs.h>
  43 #include <linux/percpu-refcount.h>
  44 #include <linux/mount.h>
  45
  46 #include <asm/kmap_types.h>
  47 #include <linux/uaccess.h>
  48 #include <linux/nospec.h>
  49
  50 #include "internal.h"
  51
  52 #define KIOCB_KEY               0
  53
  54 #define AIO_RING_MAGIC                  0xa10a10a1
  55 #define AIO_RING_COMPAT_FEATURES        1
  56 #define AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES      0
  57 struct aio_ring {
  58         unsigned        id;     /* kernel internal index number */
  59         unsigned        nr;     /* number of io_events */
  60         unsigned        head;   /* Written to by userland or under ring_lock
  61                                  * mutex by aio_read_events_ring(). */
  62         unsigned        tail;
  63
  64         unsigned        magic;
  65         unsigned        compat_features;
  66         unsigned        incompat_features;
  67         unsigned        header_length;  /* size of aio_ring */
  68
  69
  70         struct io_event         io_events[0];
  71 }; /* 128 bytes + ring size */
  72
  73 #define AIO_RING_PAGES  8
  74
  75 struct kioctx_table {
  76         struct rcu_head         rcu;
  77         unsigned                nr;
  78         struct kioctx __rcu     *table[];
  79 };
  80
  81 struct kioctx_cpu {
  82         unsigned                reqs_available;
  83 };
  84
  85 struct ctx_rq_wait {
  86         struct completion comp;
  87         atomic_t count;
  88 };
  89
  90 struct kioctx {
  91         struct percpu_ref       users;
  92         atomic_t                dead;
  93
  94         struct percpu_ref       reqs;
  95
  96         unsigned long           user_id;
  97
  98         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
  99
 100         /*
 101          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
 102          * counter at a time:
 103          */
 104         unsigned                req_batch;
 105         /*
 106          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
 107          * anything but counting against the global max_reqs quota.
 108          *
 109          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
 110          * aio_setup_ring())
 111          */
 112         unsigned                max_reqs;
 113
 114         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 115         unsigned                nr_events;
 116
 117         unsigned long           mmap_base;
 118         unsigned long           mmap_size;
 119
 120         struct page             **ring_pages;
 121         long                    nr_pages;
 122
 123         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
 124
 125         /*
 126          * signals when all in-flight requests are done
 127          */
 128         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
 129
 130         struct {
 131                 /*
 132                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 133                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 134                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 135                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 136                  *
 137                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 138                  */
 139                 atomic_t        reqs_available;
 140         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 141
 142         struct {
 143                 spinlock_t      ctx_lock;
 144                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 145         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 146
 147         struct {
 148                 struct mutex    ring_lock;
 149                 wait_queue_head_t wait;
 150         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 151
 152         struct {
 153                 unsigned        tail;
 154                 unsigned        completed_events;
 155                 spinlock_t      completion_lock;
 156         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 157
 158         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 159         struct file             *aio_ring_file;
 160
 161         unsigned                id;
 162 };
 163
 164 /*
 165  * First field must be the file pointer in all the
 166  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 167  */
 168 struct fsync_iocb {
 169         struct file             *file;
 170         struct work_struct      work;
 171         bool                    datasync;
 172         struct cred             *creds;
 173 };
 174
 175 struct poll_iocb {
 176         struct file             *file;
 177         struct wait_queue_head  *head;
 178         __poll_t                events;
 179         bool                    cancelled;
 180         bool                    work_scheduled;
 181         bool                    work_need_resched;
 182         struct wait_queue_entry wait;
 183         struct work_struct      work;
 184 };
 185
 186 /*
 187  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 188  * as the first entry in their struct definition. So you can
 189  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 190  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 191  */
 192 struct aio_kiocb {
 193         union {
 194                 struct file             *ki_filp;
 195                 struct kiocb            rw;
 196                 struct fsync_iocb       fsync;
 197                 struct poll_iocb        poll;
 198         };
 199
 200         struct kioctx           *ki_ctx;
 201         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
 202
 203         struct io_event         ki_res;
 204
 205         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
 206                                                  * for cancellation */
 207         refcount_t              ki_refcnt;
 208
 209         /*
 210          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
 211          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
 212          */
 213         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
 214 };
 215
 216 /*------ sysctl variables----*/
 217 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 218 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 219 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 220 /*----end sysctl variables---*/
 221
 222 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 223 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 224
 225 static struct vfsmount *aio_mnt;
 226
 227 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 228 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 229
 230 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 231 {
 232         struct file *file;
 233         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 234         if (IS_ERR(inode))
 235                 return ERR_CAST(inode);
 236
 237         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 238         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 239         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 240
 241         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
 242                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
 243         if (IS_ERR(file))
 244                 iput(inode);
 245         return file;
 246 }
 247
 248 static struct dentry *aio_mount(struct file_system_type *fs_type,
 249                                 int flags, const char *dev_name, void *data)
 250 {
 251         struct dentry *root = mount_pseudo(fs_type, "aio:", NULL, NULL,
 252                                            AIO_RING_MAGIC);
 253
 254         if (!IS_ERR(root))
 255                 root->d_sb->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 256         return root;
 257 }
 258
 259 /* aio_setup
 260  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 261  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 262  */
 263 static int __init aio_setup(void)
 264 {
 265         static struct file_system_type aio_fs = {
 266                 .name           = "aio",
 267                 .mount          = aio_mount,
 268                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 269         };
 270         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 271         if (IS_ERR(aio_mnt))
 272                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 273
 274         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 275         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 276         return 0;
 277 }
 278 __initcall(aio_setup);
 279
 280 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 281 {
 282         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 283         struct address_space *i_mapping;
 284
 285         if (aio_ring_file) {
 286                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
 287
 288                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 289                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
 290                 spin_lock(&i_mapping->private_lock);
 291                 i_mapping->private_data = NULL;
 292                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 293                 spin_unlock(&i_mapping->private_lock);
 294
 295                 fput(aio_ring_file);
 296         }
 297 }
 298
 299 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 300 {
 301         int i;
 302
 303         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 304          * accesses to the kioctx from page migration.
 305          */
 306         put_aio_ring_file(ctx);
 307
 308         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 309                 struct page *page;
 310                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 311                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 312                 page = ctx->ring_pages[i];
 313                 if (!page)
 314                         continue;
 315                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 316                 put_page(page);
 317         }
 318
 319         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 320                 kfree(ctx->ring_pages);
 321                 ctx->ring_pages = NULL;
 322         }
 323 }
 324
 325 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
 326 {
 327         struct file *file = vma->vm_file;
 328         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 329         struct kioctx_table *table;
 330         int i, res = -EINVAL;
 331
 332         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 333         rcu_read_lock();
 334         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 335         if (!table)
 336                 goto out_unlock;
 337
 338         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
 339                 struct kioctx *ctx;
 340
 341                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
 342                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
 343                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
 344                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
 345                                 res = 0;
 346                         }
 347                         break;
 348                 }
 349         }
 350
 351 out_unlock:
 352         rcu_read_unlock();
 353         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 354         return res;
 355 }
 356
 357 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
 358         .mremap         = aio_ring_mremap,
 359 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
 360         .fault          = filemap_fault,
 361         .map_pages      = filemap_map_pages,
 362         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
 363 #endif
 364 };
 365
 366 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 367 {
 368         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND;
 369         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
 370         return 0;
 371 }
 372
 373 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 374         .mmap = aio_ring_mmap,
 375 };
 376
 377 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 378 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 379                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 380 {
 381         struct kioctx *ctx;
 382         unsigned long flags;
 383         pgoff_t idx;
 384         int rc;
 385
 386         /*
 387          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
 388          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
 389          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
 390          */
 391         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 392                 return -EINVAL;
 393
 394         rc = 0;
 395
 396         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 397         spin_lock(&mapping->private_lock);
 398         ctx = mapping->private_data;
 399         if (!ctx) {
 400                 rc = -EINVAL;
 401                 goto out;
 402         }
 403
 404         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 405          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 406          * a partially initialized kiotx.
 407          */
 408         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 409                 rc = -EAGAIN;
 410                 goto out;
 411         }
 412
 413         idx = old->index;
 414         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 415                 /* Make sure the old page hasn't already been changed */
 416                 if (ctx->ring_pages[idx] != old)
 417                         rc = -EAGAIN;
 418         } else
 419                 rc = -EINVAL;
 420
 421         if (rc != 0)
 422                 goto out_unlock;
 423
 424         /* Writeback must be complete */
 425         BUG_ON(PageWriteback(old));
 426         get_page(new);
 427
 428         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, NULL, mode, 1);
 429         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 430                 put_page(new);
 431                 goto out_unlock;
 432         }
 433
 434         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 435          * while the old page is copied to the new.  This prevents new
 436          * events from being lost.
 437          */
 438         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 439         migrate_page_copy(new, old);
 440         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != old);
 441         ctx->ring_pages[idx] = new;
 442         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 443
 444         /* The old page is no longer accessible. */
 445         put_page(old);
 446
 447 out_unlock:
 448         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 449 out:
 450         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 451         return rc;
 452 }
 453 #endif
 454
 455 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 456         .set_page_dirty = __set_page_dirty_no_writeback,
 457 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 458         .migratepage    = aio_migratepage,
 459 #endif
 460 };
 461
 462 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
 463 {
 464         struct aio_ring *ring;
 465         struct mm_struct *mm = current->mm;
 466         unsigned long size, unused;
 467         int nr_pages;
 468         int i;
 469         struct file *file;
 470
 471         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 472         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 473
 474         size = sizeof(struct aio_ring);
 475         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 476
 477         nr_pages = PFN_UP(size);
 478         if (nr_pages < 0)
 479                 return -EINVAL;
 480
 481         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 482         if (IS_ERR(file)) {
 483                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 484                 return -ENOMEM;
 485         }
 486
 487         ctx->aio_ring_file = file;
 488         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 489                         / sizeof(struct io_event);
 490
 491         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 492         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 493                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 494                                           GFP_KERNEL);
 495                 if (!ctx->ring_pages) {
 496                         put_aio_ring_file(ctx);
 497                         return -ENOMEM;
 498                 }
 499         }
 500
 501         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 502                 struct page *page;
 503                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
 504                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 505                 if (!page)
 506                         break;
 507                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 508                          current->pid, i, page_count(page));
 509                 SetPageUptodate(page);
 510                 unlock_page(page);
 511
 512                 ctx->ring_pages[i] = page;
 513         }
 514         ctx->nr_pages = i;
 515
 516         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 517                 aio_free_ring(ctx);
 518                 return -ENOMEM;
 519         }
 520
 521         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 522         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 523
 524         if (down_write_killable(&mm->mmap_sem)) {
 525                 ctx->mmap_size = 0;
 526                 aio_free_ring(ctx);
 527                 return -EINTR;
 528         }
 529
 530         ctx->mmap_base = do_mmap_pgoff(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 531                                        PROT_READ | PROT_WRITE,
 532                                        MAP_SHARED, 0, &unused, NULL);
 533         up_write(&mm->mmap_sem);
 534         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 535                 ctx->mmap_size = 0;
 536                 aio_free_ring(ctx);
 537                 return -ENOMEM;
 538         }
 539
 540         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 541
 542         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 543         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 544
 545         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 546         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 547         ring->id = ~0U;
 548         ring->head = ring->tail = 0;
 549         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 550         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 551         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 552         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 553         kunmap_atomic(ring);
 554         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 555
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 560 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 561 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 562
 563 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
 564 {
 565         struct aio_kiocb *req;
 566         struct kioctx *ctx;
 567         unsigned long flags;
 568
 569         /*
 570          * kiocb didn't come from aio or is neither a read nor a write, hence
 571          * ignore it.
 572          */
 573         if (!(iocb->ki_flags & IOCB_AIO_RW))
 574                 return;
 575
 576         req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
 577
 578         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
 579                 return;
 580
 581         ctx = req->ki_ctx;
 582
 583         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 584         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 585         req->ki_cancel = cancel;
 586         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 587 }
 588 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 589
 590 /*
 591  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
 592  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
 593  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
 594  */
 595 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 596 {
 597         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
 598                                           free_rwork);
 599         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 600
 601         aio_free_ring(ctx);
 602         free_percpu(ctx->cpu);
 603         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 604         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 605         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 606 }
 607
 608 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 609 {
 610         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 611
 612         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 613         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
 614                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
 615
 616         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
 617         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
 618         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
 619 }
 620
 621 /*
 622  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 623  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 624  * now it's safe to cancel any that need to be.
 625  */
 626 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 627 {
 628         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 629         struct aio_kiocb *req;
 630
 631         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 632
 633         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 634                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 635                                        struct aio_kiocb, ki_list);
 636                 req->ki_cancel(&req->rw);
 637                 list_del_init(&req->ki_list);
 638         }
 639
 640         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 641
 642         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 643         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 644 }
 645
 646 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 647 {
 648         unsigned i, new_nr;
 649         struct kioctx_table *table, *old;
 650         struct aio_ring *ring;
 651
 652         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 653         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 654
 655         while (1) {
 656                 if (table)
 657                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 658                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
 659                                         ctx->id = i;
 660                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
 661                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 662
 663                                         /* While kioctx setup is in progress,
 664                                          * we are protected from page migration
 665                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 666                                          */
 667                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 668                                         ring->id = ctx->id;
 669                                         kunmap_atomic(ring);
 670                                         return 0;
 671                                 }
 672
 673                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 674                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 675
 676                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 677                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 678                 if (!table)
 679                         return -ENOMEM;
 680
 681                 table->nr = new_nr;
 682
 683                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 684                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 685
 686                 if (!old) {
 687                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 688                 } else if (table->nr > old->nr) {
 689                         memcpy(table->table, old->table,
 690                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 691
 692                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 693                         kfree_rcu(old, rcu);
 694                 } else {
 695                         kfree(table);
 696                         table = old;
 697                 }
 698         }
 699 }
 700
 701 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 702 {
 703         spin_lock(&aio_nr_lock);
 704         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 705                 aio_nr = 0;
 706         else
 707                 aio_nr -= nr;
 708         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 709 }
 710
 711 /* ioctx_alloc
 712  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 713  */
 714 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 715 {
 716         struct mm_struct *mm = current->mm;
 717         struct kioctx *ctx;
 718         int err = -ENOMEM;
 719
 720         /*
 721          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
 722          * for counting against the global limit -- before it changes.
 723          */
 724         unsigned int max_reqs = nr_events;
 725
 726         /*
 727          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 728          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 729          *
 730          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 731          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 732          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 733          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 734          */
 735         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 736         nr_events *= 2;
 737
 738         /* Prevent overflows */
 739         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
 740                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 741                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 742         }
 743
 744         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
 745                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 746
 747         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 748         if (!ctx)
 749                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 750
 751         ctx->max_reqs = max_reqs;
 752
 753         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 754         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 755         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 756         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 757          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 758         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 759         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 760
 761         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 762
 763         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
 764                 goto err;
 765
 766         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
 767                 goto err;
 768
 769         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 770         if (!ctx->cpu)
 771                 goto err;
 772
 773         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
 774         if (err < 0)
 775                 goto err;
 776
 777         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 778         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 779         if (ctx->req_batch < 1)
 780                 ctx->req_batch = 1;
 781
 782         /* limit the number of system wide aios */
 783         spin_lock(&aio_nr_lock);
 784         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
 785             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
 786                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 787                 err = -EAGAIN;
 788                 goto err_ctx;
 789         }
 790         aio_nr += ctx->max_reqs;
 791         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 792
 793         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 794         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 795
 796         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 797         if (err)
 798                 goto err_cleanup;
 799
 800         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 801         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 802
 803         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 804                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 805         return ctx;
 806
 807 err_cleanup:
 808         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 809 err_ctx:
 810         atomic_set(&ctx->dead, 1);
 811         if (ctx->mmap_size)
 812                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 813         aio_free_ring(ctx);
 814 err:
 815         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 816         free_percpu(ctx->cpu);
 817         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 818         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 819         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 820         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 821         return ERR_PTR(err);
 822 }
 823
 824 /* kill_ioctx
 825  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 826  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 827  *      the rapid destruction of the kioctx.
 828  */
 829 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 830                       struct ctx_rq_wait *wait)
 831 {
 832         struct kioctx_table *table;
 833
 834         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 835         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 836                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 837                 return -EINVAL;
 838         }
 839
 840         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 841         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
 842         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
 843         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 844
 845         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
 846         wake_up_all(&ctx->wait);
 847
 848         /*
 849          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 850          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 851          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 852          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 853          *  could tell).
 854          */
 855         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 856
 857         if (ctx->mmap_size)
 858                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 859
 860         ctx->rq_wait = wait;
 861         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 862         return 0;
 863 }
 864
 865 /*
 866  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 867  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 868  * called on the context.
 869  *
 870  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 871  * them.
 872  */
 873 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 874 {
 875         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 876         struct ctx_rq_wait wait;
 877         int i, skipped;
 878
 879         if (!table)
 880                 return;
 881
 882         atomic_set(&wait.count, table->nr);
 883         init_completion(&wait.comp);
 884
 885         skipped = 0;
 886         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
 887                 struct kioctx *ctx =
 888                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
 889
 890                 if (!ctx) {
 891                         skipped++;
 892                         continue;
 893                 }
 894
 895                 /*
 896                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
 897                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
 898                  * this is not necessarily our ->mm.
 899                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
 900                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
 901                  */
 902                 ctx->mmap_size = 0;
 903                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
 904         }
 905
 906         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
 907                 /* Wait until all IO for the context are done. */
 908                 wait_for_completion(&wait.comp);
 909         }
 910
 911         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
 912         kfree(table);
 913 }
 914
 915 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 916 {
 917         struct kioctx_cpu *kcpu;
 918         unsigned long flags;
 919
 920         local_irq_save(flags);
 921         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 922         kcpu->reqs_available += nr;
 923
 924         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 925                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 926                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 927         }
 928
 929         local_irq_restore(flags);
 930 }
 931
 932 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 933 {
 934         struct kioctx_cpu *kcpu;
 935         bool ret = false;
 936         unsigned long flags;
 937
 938         local_irq_save(flags);
 939         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 940         if (!kcpu->reqs_available) {
 941                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 942
 943                 do {
 944                         if (avail < ctx->req_batch)
 945                                 goto out;
 946
 947                         old = avail;
 948                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 949                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 950                 } while (avail != old);
 951
 952                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 953         }
 954
 955         ret = true;
 956         kcpu->reqs_available--;
 957 out:
 958         local_irq_restore(flags);
 959         return ret;
 960 }
 961
 962 /* refill_reqs_available
 963  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
 964  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
 965  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
 966  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
 967  *      called holding ctx->completion_lock.
 968  */
 969 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
 970                                   unsigned tail)
 971 {
 972         unsigned events_in_ring, completed;
 973
 974         /* Clamp head since userland can write to it. */
 975         head %= ctx->nr_events;
 976         if (head <= tail)
 977                 events_in_ring = tail - head;
 978         else
 979                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
 980
 981         completed = ctx->completed_events;
 982         if (events_in_ring < completed)
 983                 completed -= events_in_ring;
 984         else
 985                 completed = 0;
 986
 987         if (!completed)
 988                 return;
 989
 990         ctx->completed_events -= completed;
 991         put_reqs_available(ctx, completed);
 992 }
 993
 994 /* user_refill_reqs_available
 995  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
 996  *      out of space in the completion ring.
 997  */
 998 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 999 {
1000         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1001         if (ctx->completed_events) {
1002                 struct aio_ring *ring;
1003                 unsigned head;
1004
1005                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1006                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1007                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1008                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1009                  * aio_complete() from updating tail by holding
1010                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1011                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1012                  * safe/right thing.
1013                  */
1014                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1015                 head = ring->head;
1016                 kunmap_atomic(ring);
1017
1018                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1019         }
1020
1021         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1022 }
1023
1024 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1025 {
1026         if (__get_reqs_available(ctx))
1027                 return true;
1028         user_refill_reqs_available(ctx);
1029         return __get_reqs_available(ctx);
1030 }
1031
1032 /* aio_get_req
1033  *      Allocate a slot for an aio request.
1034  * Returns NULL if no requests are free.
1035  *
1036  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1037  * one for the synchronous code that does this.
1038  */
1039 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1040 {
1041         struct aio_kiocb *req;
1042
1043         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1044         if (unlikely(!req))
1045                 return NULL;
1046
1047         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1048         req->ki_ctx = ctx;
1049         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1050         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1051         req->ki_eventfd = NULL;
1052         return req;
1053 }
1054
1055 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1056 {
1057         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1058         struct mm_struct *mm = current->mm;
1059         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1060         struct kioctx_table *table;
1061         unsigned id;
1062
1063         if (get_user(id, &ring->id))
1064                 return NULL;
1065
1066         rcu_read_lock();
1067         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1068
1069         if (!table || id >= table->nr)
1070                 goto out;
1071
1072         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1073         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1074         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1075                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1076                         ret = ctx;
1077         }
1078 out:
1079         rcu_read_unlock();
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1084 {
1085         if (iocb->ki_filp)
1086                 fput(iocb->ki_filp);
1087         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1088         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1089 }
1090
1091 /* aio_complete
1092  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1093  */
1094 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1095 {
1096         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1097         struct aio_ring *ring;
1098         struct io_event *ev_page, *event;
1099         unsigned tail, pos, head;
1100         unsigned long   flags;
1101
1102         /*
1103          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1104          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1105          * pointer since we might be called from irq context.
1106          */
1107         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1108
1109         tail = ctx->tail;
1110         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1111
1112         if (++tail >= ctx->nr_events)
1113                 tail = 0;
1114
1115         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1116         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1117
1118         *event = iocb->ki_res;
1119
1120         kunmap_atomic(ev_page);
1121         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1122
1123         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1124                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1125                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1126
1127         /* after flagging the request as done, we
1128          * must never even look at it again
1129          */
1130         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1131
1132         ctx->tail = tail;
1133
1134         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1135         head = ring->head;
1136         ring->tail = tail;
1137         kunmap_atomic(ring);
1138         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1139
1140         ctx->completed_events++;
1141         if (ctx->completed_events > 1)
1142                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1143         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1144
1145         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1146
1147         /*
1148          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1149          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1150          * from IRQ context.
1151          */
1152         if (iocb->ki_eventfd) {
1153                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1154                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1155         }
1156
1157         /*
1158          * We have to order our ring_info tail store above and test
1159          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1160          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1161          * ordered with the unlocked test.
1162          */
1163         smp_mb();
1164
1165         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1166                 wake_up(&ctx->wait);
1167 }
1168
1169 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1170 {
1171         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1172                 aio_complete(iocb);
1173                 iocb_destroy(iocb);
1174         }
1175 }
1176
1177 /* aio_read_events_ring
1178  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1179  *      events fetched
1180  */
1181 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1182                                  struct io_event __user *event, long nr)
1183 {
1184         struct aio_ring *ring;
1185         unsigned head, tail, pos;
1186         long ret = 0;
1187         int copy_ret;
1188
1189         /*
1190          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1191          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1192          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1193          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1194          */
1195         sched_annotate_sleep();
1196         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1197
1198         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1199         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1200         head = ring->head;
1201         tail = ring->tail;
1202         kunmap_atomic(ring);
1203
1204         /*
1205          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1206          * we also see the events that were stored up to the tail.
1207          */
1208         smp_rmb();
1209
1210         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1211
1212         if (head == tail)
1213                 goto out;
1214
1215         head %= ctx->nr_events;
1216         tail %= ctx->nr_events;
1217
1218         while (ret < nr) {
1219                 long avail;
1220                 struct io_event *ev;
1221                 struct page *page;
1222
1223                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1224                 if (head == tail)
1225                         break;
1226
1227                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1228                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1229                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1230
1231                 avail = min(avail, nr - ret);
1232                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1233
1234                 ev = kmap(page);
1235                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1236                                         sizeof(*ev) * avail);
1237                 kunmap(page);
1238
1239                 if (unlikely(copy_ret)) {
1240                         ret = -EFAULT;
1241                         goto out;
1242                 }
1243
1244                 ret += avail;
1245                 head += avail;
1246                 head %= ctx->nr_events;
1247         }
1248
1249         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1250         ring->head = head;
1251         kunmap_atomic(ring);
1252         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1253
1254         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1255 out:
1256         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1262                             struct io_event __user *event, long *i)
1263 {
1264         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1265
1266         if (ret > 0)
1267                 *i += ret;
1268
1269         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1270                 ret = -EINVAL;
1271
1272         if (!*i)
1273                 *i = ret;
1274
1275         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1276 }
1277
1278 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1279                         struct io_event __user *event,
1280                         ktime_t until)
1281 {
1282         long ret = 0;
1283
1284         /*
1285          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1286          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1287          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1288          *
1289          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1290          * the task state back to TASK_RUNNING.
1291          *
1292          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1293          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1294          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1295          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1296          * something to be aware of when touching this code.
1297          */
1298         if (until == 0)
1299                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1300         else
1301                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1302                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1303                                 until);
1304         return ret;
1305 }
1306
1307 /* sys_io_setup:
1308  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1309  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1310  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1311  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1312  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1313  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1314  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1315  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1316  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1317  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1318  *      implemented.
1319  */
1320 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1321 {
1322         struct kioctx *ioctx = NULL;
1323         unsigned long ctx;
1324         long ret;
1325
1326         ret = get_user(ctx, ctxp);
1327         if (unlikely(ret))
1328                 goto out;
1329
1330         ret = -EINVAL;
1331         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1332                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1333                          ctx, nr_events);
1334                 goto out;
1335         }
1336
1337         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1338         ret = PTR_ERR(ioctx);
1339         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1340                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1341                 if (ret)
1342                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1343                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1344         }
1345
1346 out:
1347         return ret;
1348 }
1349
1350 #ifdef CONFIG_COMPAT
1351 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1352 {
1353         struct kioctx *ioctx = NULL;
1354         unsigned long ctx;
1355         long ret;
1356
1357         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1358         if (unlikely(ret))
1359                 goto out;
1360
1361         ret = -EINVAL;
1362         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1363                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1364                          ctx, nr_events);
1365                 goto out;
1366         }
1367
1368         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1369         ret = PTR_ERR(ioctx);
1370         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1371                 /* truncating is ok because it's a user address */
1372                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1373                 if (ret)
1374                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1375                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1376         }
1377
1378 out:
1379         return ret;
1380 }
1381 #endif
1382
1383 /* sys_io_destroy:
1384  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1385  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1386  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1387  *      is invalid.
1388  */
1389 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1390 {
1391         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1392         if (likely(NULL != ioctx)) {
1393                 struct ctx_rq_wait wait;
1394                 int ret;
1395
1396                 init_completion(&wait.comp);
1397                 atomic_set(&wait.count, 1);
1398
1399                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1400                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1401                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1402                  */
1403                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1404                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1405
1406                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1407                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1408                  * is destroyed.
1409                  */
1410                 if (!ret)
1411                         wait_for_completion(&wait.comp);
1412
1413                 return ret;
1414         }
1415         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1416         return -EINVAL;
1417 }
1418
1419 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1420 {
1421         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1422         unsigned long flags;
1423
1424         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1425         list_del(&iocb->ki_list);
1426         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1427 }
1428
1429 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1430 {
1431         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1432
1433         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1434                 aio_remove_iocb(iocb);
1435
1436         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1437                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1438
1439                 /*
1440                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1441                  * thread.
1442                  */
1443                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1444                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1445                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
1446         }
1447
1448         iocb->ki_res.res = res;
1449         iocb->ki_res.res2 = res2;
1450         iocb_put(iocb);
1451 }
1452
1453 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1454 {
1455         int ret;
1456
1457         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1458         req->private = NULL;
1459         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1460         req->ki_flags = iocb_flags(req->ki_filp) | IOCB_AIO_RW;
1461         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1462                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1463         req->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(req->ki_filp));
1464         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1465                 /*
1466                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1467                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1468                  * class and priority.
1469                  */
1470                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1471                 if (ret) {
1472                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1473                         return ret;
1474                 }
1475
1476                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1477         } else
1478                 req->ki_ioprio = IOPRIO_PRIO_VALUE(IOPRIO_CLASS_NONE, 0);
1479
1480         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1481         if (unlikely(ret))
1482                 return ret;
1483
1484         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1485         return 0;
1486 }
1487
1488 static int aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb, struct iovec **iovec,
1489                 bool vectored, bool compat, struct iov_iter *iter)
1490 {
1491         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1492         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1493
1494         if (!vectored) {
1495                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1496                 *iovec = NULL;
1497                 return ret;
1498         }
1499 #ifdef CONFIG_COMPAT
1500         if (compat)
1501                 return compat_import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec,
1502                                 iter);
1503 #endif
1504         return import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter);
1505 }
1506
1507 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1508 {
1509         switch (ret) {
1510         case -EIOCBQUEUED:
1511                 break;
1512         case -ERESTARTSYS:
1513         case -ERESTARTNOINTR:
1514         case -ERESTARTNOHAND:
1515         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1516                 /*
1517                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1518                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1519                  */
1520                 ret = -EINTR;
1521                 /*FALLTHRU*/
1522         default:
1523                 req->ki_complete(req, ret, 0);
1524         }
1525 }
1526
1527 static ssize_t aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1528                         bool vectored, bool compat)
1529 {
1530         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1531         struct iov_iter iter;
1532         struct file *file;
1533         ssize_t ret;
1534
1535         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1536         if (ret)
1537                 return ret;
1538         file = req->ki_filp;
1539         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1540                 return -EBADF;
1541         ret = -EINVAL;
1542         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1543                 return -EINVAL;
1544
1545         ret = aio_setup_rw(READ, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1546         if (ret)
1547                 return ret;
1548         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1549         if (!ret)
1550                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1551         kfree(iovec);
1552         return ret;
1553 }
1554
1555 static ssize_t aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1556                          bool vectored, bool compat)
1557 {
1558         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1559         struct iov_iter iter;
1560         struct file *file;
1561         ssize_t ret;
1562
1563         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1564         if (ret)
1565                 return ret;
1566         file = req->ki_filp;
1567
1568         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1569                 return -EBADF;
1570         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1571                 return -EINVAL;
1572
1573         ret = aio_setup_rw(WRITE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1574         if (ret)
1575                 return ret;
1576         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1577         if (!ret) {
1578                 /*
1579                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1580                  * which will be released by another thread in
1581                  * aio_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1582                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1583                  * we return to userspace.
1584                  */
1585                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1586                         __sb_start_write(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE, true);
1587                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1588                 }
1589                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1590                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1591         }
1592         kfree(iovec);
1593         return ret;
1594 }
1595
1596 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1597 {
1598         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1599         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1600
1601         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1602         revert_creds(old_cred);
1603         put_cred(iocb->fsync.creds);
1604         iocb_put(iocb);
1605 }
1606
1607 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1608                      bool datasync)
1609 {
1610         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1611                         iocb->aio_rw_flags))
1612                 return -EINVAL;
1613
1614         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1615                 return -EINVAL;
1616
1617         req->creds = prepare_creds();
1618         if (!req->creds)
1619                 return -ENOMEM;
1620
1621         req->datasync = datasync;
1622         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1623         schedule_work(&req->work);
1624         return 0;
1625 }
1626
1627 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1628 {
1629         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1630         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1631
1632         iocb_put(iocb);
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1637  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1638  *
1639  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1640  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1641  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1642  */
1643 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1644 {
1645         wait_queue_head_t *head;
1646
1647         /*
1648          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1649          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1650          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1651          *
1652          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1653          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1654          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1655          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1656          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1657          *
1658          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1659          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1660          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1661          */
1662         rcu_read_lock();
1663         head = smp_load_acquire(&req->head);
1664         if (head) {
1665                 spin_lock(&head->lock);
1666                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1667                         return true;
1668                 spin_unlock(&head->lock);
1669         }
1670         rcu_read_unlock();
1671         return false;
1672 }
1673
1674 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1675 {
1676         spin_unlock(&req->head->lock);
1677         rcu_read_unlock();
1678 }
1679
1680 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1681 {
1682         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1683         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1684         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1685         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1686         __poll_t mask = 0;
1687
1688         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1689                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1690
1691         /*
1692          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1693          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1694          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1695          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1696          * avoid further branches in the fast path.
1697          */
1698         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1699         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1700                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1701                         /*
1702                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1703                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1704                          */
1705                         if (req->work_need_resched) {
1706                                 schedule_work(&req->work);
1707                                 req->work_need_resched = false;
1708                         } else {
1709                                 req->work_scheduled = false;
1710                         }
1711                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1712                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1713                         return;
1714                 }
1715                 list_del_init(&req->wait.entry);
1716                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1717         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1718         list_del_init(&iocb->ki_list);
1719         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1720         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1721
1722         iocb_put(iocb);
1723 }
1724
1725 /* assumes we are called with irqs disabled */
1726 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1727 {
1728         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1729         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1730
1731         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1732                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1733                 if (!req->work_scheduled) {
1734                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1735                         req->work_scheduled = true;
1736                 }
1737                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1738         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1739
1740         return 0;
1741 }
1742
1743 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1744                 void *key)
1745 {
1746         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1747         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1748         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1749         unsigned long flags;
1750
1751         /* for instances that support it check for an event match first: */
1752         if (mask && !(mask & req->events))
1753                 return 0;
1754
1755         /*
1756          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1757          * conditions be met:
1758          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1759          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1760          *      the events, so inline completion isn't possible.
1761          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1762          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1763          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1764          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1765          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1766          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1767          */
1768         if (mask && !req->work_scheduled &&
1769             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1770                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1771
1772                 list_del_init(&req->wait.entry);
1773                 list_del(&iocb->ki_list);
1774                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1775                 if (iocb->ki_eventfd && eventfd_signal_count()) {
1776                         iocb = NULL;
1777                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1778                         schedule_work(&req->work);
1779                 }
1780                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1781                 if (iocb)
1782                         iocb_put(iocb);
1783         } else {
1784                 /*
1785                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1786                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1787                  *
1788                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1789                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1790                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1791                  * exception to this; see below.
1792                  */
1793                 if (req->work_scheduled) {
1794                         req->work_need_resched = true;
1795                 } else {
1796                         schedule_work(&req->work);
1797                         req->work_scheduled = true;
1798                 }
1799
1800                 /*
1801                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1802                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1803                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1804                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1805                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1806                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1807                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1808                  */
1809                 if (mask & POLLFREE) {
1810                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1811                         list_del_init(&req->wait.entry);
1812
1813                         /*
1814                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1815                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1816                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1817                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1818                          */
1819                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1820                 }
1821         }
1822         return 1;
1823 }
1824
1825 struct aio_poll_table {
1826         struct poll_table_struct        pt;
1827         struct aio_kiocb                *iocb;
1828         bool                            queued;
1829         int                             error;
1830 };
1831
1832 static void
1833 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1834                 struct poll_table_struct *p)
1835 {
1836         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1837
1838         /* multiple wait queues per file are not supported */
1839         if (unlikely(pt->queued)) {
1840                 pt->error = -EINVAL;
1841                 return;
1842         }
1843
1844         pt->queued = true;
1845         pt->error = 0;
1846         pt->iocb->poll.head = head;
1847         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1848 }
1849
1850 static ssize_t aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1851 {
1852         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1853         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1854         struct aio_poll_table apt;
1855         bool cancel = false;
1856         __poll_t mask;
1857
1858         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1859         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1860                 return -EINVAL;
1861         /* reject fields that are not defined for poll */
1862         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1863                 return -EINVAL;
1864
1865         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1866         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1867
1868         req->head = NULL;
1869         req->cancelled = false;
1870         req->work_scheduled = false;
1871         req->work_need_resched = false;
1872
1873         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1874         apt.pt._key = req->events;
1875         apt.iocb = aiocb;
1876         apt.queued = false;
1877         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1878
1879         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1880         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1881         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1882
1883         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1884         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1885         if (likely(apt.queued)) {
1886                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1887
1888                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1889                         /*
1890                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1891                          * completion work, or completed the request inline.
1892                          */
1893                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1894                                 cancel = true;
1895                         apt.error = 0;
1896                         mask = 0;
1897                 }
1898                 if (mask || apt.error) {
1899                         /* Steal to complete synchronously. */
1900                         list_del_init(&req->wait.entry);
1901                 } else if (cancel) {
1902                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1903                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1904                 } else if (on_queue) {
1905                         /*
1906                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1907                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1908                          */
1909                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1910                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1911                 }
1912                 if (on_queue)
1913                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1914         }
1915         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1916                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1917                 apt.error = 0;
1918         }
1919         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1920         if (mask)
1921                 iocb_put(aiocb);
1922         return apt.error;
1923 }
1924
1925 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1926                            struct iocb __user *user_iocb, bool compat)
1927 {
1928         struct aio_kiocb *req;
1929         ssize_t ret;
1930
1931         /* enforce forwards compatibility on users */
1932         if (unlikely(iocb->aio_reserved2)) {
1933                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1934                 return -EINVAL;
1935         }
1936
1937         /* prevent overflows */
1938         if (unlikely(
1939             (iocb->aio_buf != (unsigned long)iocb->aio_buf) ||
1940             (iocb->aio_nbytes != (size_t)iocb->aio_nbytes) ||
1941             ((ssize_t)iocb->aio_nbytes < 0)
1942            )) {
1943                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
1944                 return -EINVAL;
1945         }
1946
1947         if (!get_reqs_available(ctx))
1948                 return -EAGAIN;
1949
1950         ret = -EAGAIN;
1951         req = aio_get_req(ctx);
1952         if (unlikely(!req))
1953                 goto out_put_reqs_available;
1954
1955         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1956         ret = -EBADF;
1957         if (unlikely(!req->ki_filp))
1958                 goto out_put_req;
1959
1960         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1961                 /*
1962                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1963                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1964                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1965                  * event using the eventfd_signal() function.
1966                  */
1967                 req->ki_eventfd = eventfd_ctx_fdget((int) iocb->aio_resfd);
1968                 if (IS_ERR(req->ki_eventfd)) {
1969                         ret = PTR_ERR(req->ki_eventfd);
1970                         req->ki_eventfd = NULL;
1971                         goto out_put_req;
1972                 }
1973         }
1974
1975         ret = put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key);
1976         if (unlikely(ret)) {
1977                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1978                 goto out_put_req;
1979         }
1980
1981         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
1982         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
1983         req->ki_res.res = 0;
1984         req->ki_res.res2 = 0;
1985
1986         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1987         case IOCB_CMD_PREAD:
1988                 ret = aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
1989                 break;
1990         case IOCB_CMD_PWRITE:
1991                 ret = aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
1992                 break;
1993         case IOCB_CMD_PREADV:
1994                 ret = aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
1995                 break;
1996         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1997                 ret = aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
1998                 break;
1999         case IOCB_CMD_FSYNC:
2000                 ret = aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
2001                 break;
2002         case IOCB_CMD_FDSYNC:
2003                 ret = aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
2004                 break;
2005         case IOCB_CMD_POLL:
2006                 ret = aio_poll(req, iocb);
2007                 break;
2008         default:
2009                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
2010                 ret = -EINVAL;
2011                 break;
2012         }
2013
2014         /* Done with the synchronous reference */
2015         iocb_put(req);
2016
2017         /*
2018          * If ret is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2019          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2020          * means that we need to destroy req ourselves.
2021          */
2022         if (!ret)
2023                 return 0;
2024
2025 out_put_req:
2026         if (req->ki_eventfd)
2027                 eventfd_ctx_put(req->ki_eventfd);
2028         iocb_destroy(req);
2029 out_put_reqs_available:
2030         put_reqs_available(ctx, 1);
2031         return ret;
2032 }
2033
2034 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
2035                          bool compat)
2036 {
2037         struct iocb iocb;
2038
2039         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
2040                 return -EFAULT;
2041
2042         return __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, compat);
2043 }
2044
2045 /* sys_io_submit:
2046  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2047  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2048  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2049  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2050  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2051  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2052  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2053  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2054  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2055  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2056  */
2057 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2058                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2059 {
2060         struct kioctx *ctx;
2061         long ret = 0;
2062         int i = 0;
2063         struct blk_plug plug;
2064
2065         if (unlikely(nr < 0))
2066                 return -EINVAL;
2067
2068         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2069         if (unlikely(!ctx)) {
2070                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2071                 return -EINVAL;
2072         }
2073
2074         if (nr > ctx->nr_events)
2075                 nr = ctx->nr_events;
2076
2077         blk_start_plug(&plug);
2078         for (i = 0; i < nr; i++) {
2079                 struct iocb __user *user_iocb;
2080
2081                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2082                         ret = -EFAULT;
2083                         break;
2084                 }
2085
2086                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2087                 if (ret)
2088                         break;
2089         }
2090         blk_finish_plug(&plug);
2091
2092         percpu_ref_put(&ctx->users);
2093         return i ? i : ret;
2094 }
2095
2096 #ifdef CONFIG_COMPAT
2097 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2098                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2099 {
2100         struct kioctx *ctx;
2101         long ret = 0;
2102         int i = 0;
2103         struct blk_plug plug;
2104
2105         if (unlikely(nr < 0))
2106                 return -EINVAL;
2107
2108         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2109         if (unlikely(!ctx)) {
2110                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2111                 return -EINVAL;
2112         }
2113
2114         if (nr > ctx->nr_events)
2115                 nr = ctx->nr_events;
2116
2117         blk_start_plug(&plug);
2118         for (i = 0; i < nr; i++) {
2119                 compat_uptr_t user_iocb;
2120
2121                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2122                         ret = -EFAULT;
2123                         break;
2124                 }
2125
2126                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2127                 if (ret)
2128                         break;
2129         }
2130         blk_finish_plug(&plug);
2131
2132         percpu_ref_put(&ctx->users);
2133         return i ? i : ret;
2134 }
2135 #endif
2136
2137 /* sys_io_cancel:
2138  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2139  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2140  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2141  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2142  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2143  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2144  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2145  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2146  */
2147 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2148                 struct io_event __user *, result)
2149 {
2150         struct kioctx *ctx;
2151         struct aio_kiocb *kiocb;
2152         int ret = -EINVAL;
2153         u32 key;
2154         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2155
2156         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2157                 return -EFAULT;
2158         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2159                 return -EINVAL;
2160
2161         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2162         if (unlikely(!ctx))
2163                 return -EINVAL;
2164
2165         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2166         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2167         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2168                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2169                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2170                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2171                         break;
2172                 }
2173         }
2174         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2175
2176         if (!ret) {
2177                 /*
2178                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2179                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2180                  * cancellation is progress:
2181                  */
2182                 ret = -EINPROGRESS;
2183         }
2184
2185         percpu_ref_put(&ctx->users);
2186
2187         return ret;
2188 }
2189
2190 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2191                 long min_nr,
2192                 long nr,
2193                 struct io_event __user *events,
2194                 struct timespec64 *ts)
2195 {
2196         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2197         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2198         long ret = -EINVAL;
2199
2200         if (likely(ioctx)) {
2201                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2202                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2203                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2204         }
2205
2206         return ret;
2207 }
2208
2209 /* io_getevents:
2210  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2211  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2212  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2213  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2214  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2215  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2216  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2217  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2218  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2219  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2220  */
2221 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2222                 long, min_nr,
2223                 long, nr,
2224                 struct io_event __user *, events,
2225                 struct timespec __user *, timeout)
2226 {
2227         struct timespec64       ts;
2228         int                     ret;
2229
2230         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2231                 return -EFAULT;
2232
2233         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2234         if (!ret && signal_pending(current))
2235                 ret = -EINTR;
2236         return ret;
2237 }
2238
2239 struct __aio_sigset {
2240         const sigset_t __user   *sigmask;
2241         size_t          sigsetsize;
2242 };
2243
2244 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2245                 aio_context_t, ctx_id,
2246                 long, min_nr,
2247                 long, nr,
2248                 struct io_event __user *, events,
2249                 struct timespec __user *, timeout,
2250                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2251 {
2252         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2253         sigset_t                ksigmask, sigsaved;
2254         struct timespec64       ts;
2255         int ret;
2256
2257         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2258                 return -EFAULT;
2259
2260         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2261                 return -EFAULT;
2262
2263         if (ksig.sigmask) {
2264                 if (ksig.sigsetsize != sizeof(sigset_t))
2265                         return -EINVAL;
2266                 if (copy_from_user(&ksigmask, ksig.sigmask, sizeof(ksigmask)))
2267                         return -EFAULT;
2268                 sigdelsetmask(&ksigmask, sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGSTOP));
2269                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &ksigmask, &sigsaved);
2270         }
2271
2272         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2273         if (signal_pending(current)) {
2274                 if (ksig.sigmask) {
2275                         current->saved_sigmask = sigsaved;
2276                         set_restore_sigmask();
2277                 }
2278
2279                 if (!ret)
2280                         ret = -ERESTARTNOHAND;
2281         } else {
2282                 if (ksig.sigmask)
2283                         sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigsaved, NULL);
2284         }
2285
2286         return ret;
2287 }
2288
2289 #ifdef CONFIG_COMPAT
2290 COMPAT_SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, compat_aio_context_t, ctx_id,
2291                        compat_long_t, min_nr,
2292                        compat_long_t, nr,
2293                        struct io_event __user *, events,
2294                        struct compat_timespec __user *, timeout)
2295 {
2296         struct timespec64 t;
2297         int ret;
2298
2299         if (timeout && compat_get_timespec64(&t, timeout))
2300                 return -EFAULT;
2301
2302         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2303         if (!ret && signal_pending(current))
2304                 ret = -EINTR;
2305         return ret;
2306 }
2307
2308
2309 struct __compat_aio_sigset {
2310         compat_sigset_t __user  *sigmask;
2311         compat_size_t           sigsetsize;
2312 };
2313
2314 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2315                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2316                 compat_long_t, min_nr,
2317                 compat_long_t, nr,
2318                 struct io_event __user *, events,
2319                 struct compat_timespec __user *, timeout,
2320                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2321 {
2322         struct __compat_aio_sigset ksig = { NULL, };
2323         sigset_t ksigmask, sigsaved;
2324         struct timespec64 t;
2325         int ret;
2326
2327         if (timeout && compat_get_timespec64(&t, timeout))
2328                 return -EFAULT;
2329
2330         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2331                 return -EFAULT;
2332
2333         if (ksig.sigmask) {
2334                 if (ksig.sigsetsize != sizeof(compat_sigset_t))
2335                         return -EINVAL;
2336                 if (get_compat_sigset(&ksigmask, ksig.sigmask))
2337                         return -EFAULT;
2338                 sigdelsetmask(&ksigmask, sigmask(SIGKILL) | sigmask(SIGSTOP));
2339                 sigprocmask(SIG_SETMASK, &ksigmask, &sigsaved);
2340         }
2341
2342         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2343         if (signal_pending(current)) {
2344                 if (ksig.sigmask) {
2345                         current->saved_sigmask = sigsaved;
2346                         set_restore_sigmask();
2347                 }
2348                 if (!ret)
2349                         ret = -ERESTARTNOHAND;
2350         } else {
2351                 if (ksig.sigmask)
2352                         sigprocmask(SIG_SETMASK, &sigsaved, NULL);
2353         }
2354
2355         return ret;
2356 }
2357 #endif