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 <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[];
  71 }; /* 128 bytes + ring size */
  72
  73 /*
  74  * Plugging is meant to work with larger batches of IOs. If we don't
  75  * have more than the below, then don't bother setting up a plug.
  76  */
  77 #define AIO_PLUG_THRESHOLD      2
  78
  79 #define AIO_RING_PAGES  8
  80
  81 struct kioctx_table {
  82         struct rcu_head         rcu;
  83         unsigned                nr;
  84         struct kioctx __rcu     *table[];
  85 };
  86
  87 struct kioctx_cpu {
  88         unsigned                reqs_available;
  89 };
  90
  91 struct ctx_rq_wait {
  92         struct completion comp;
  93         atomic_t count;
  94 };
  95
  96 struct kioctx {
  97         struct percpu_ref       users;
  98         atomic_t                dead;
  99
 100         struct percpu_ref       reqs;
 101
 102         unsigned long           user_id;
 103
 104         struct __percpu kioctx_cpu *cpu;
 105
 106         /*
 107          * For percpu reqs_available, number of slots we move to/from global
 108          * counter at a time:
 109          */
 110         unsigned                req_batch;
 111         /*
 112          * This is what userspace passed to io_setup(), it's not used for
 113          * anything but counting against the global max_reqs quota.
 114          *
 115          * The real limit is nr_events - 1, which will be larger (see
 116          * aio_setup_ring())
 117          */
 118         unsigned                max_reqs;
 119
 120         /* Size of ringbuffer, in units of struct io_event */
 121         unsigned                nr_events;
 122
 123         unsigned long           mmap_base;
 124         unsigned long           mmap_size;
 125
 126         struct page             **ring_pages;
 127         long                    nr_pages;
 128
 129         struct rcu_work         free_rwork;     /* see free_ioctx() */
 130
 131         /*
 132          * signals when all in-flight requests are done
 133          */
 134         struct ctx_rq_wait      *rq_wait;
 135
 136         struct {
 137                 /*
 138                  * This counts the number of available slots in the ringbuffer,
 139                  * so we avoid overflowing it: it's decremented (if positive)
 140                  * when allocating a kiocb and incremented when the resulting
 141                  * io_event is pulled off the ringbuffer.
 142                  *
 143                  * We batch accesses to it with a percpu version.
 144                  */
 145                 atomic_t        reqs_available;
 146         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 147
 148         struct {
 149                 spinlock_t      ctx_lock;
 150                 struct list_head active_reqs;   /* used for cancellation */
 151         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 152
 153         struct {
 154                 struct mutex    ring_lock;
 155                 wait_queue_head_t wait;
 156         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 157
 158         struct {
 159                 unsigned        tail;
 160                 unsigned        completed_events;
 161                 spinlock_t      completion_lock;
 162         } ____cacheline_aligned_in_smp;
 163
 164         struct page             *internal_pages[AIO_RING_PAGES];
 165         struct file             *aio_ring_file;
 166
 167         unsigned                id;
 168 };
 169
 170 /*
 171  * First field must be the file pointer in all the
 172  * iocb unions! See also 'struct kiocb' in <linux/fs.h>
 173  */
 174 struct fsync_iocb {
 175         struct file             *file;
 176         struct work_struct      work;
 177         bool                    datasync;
 178         struct cred             *creds;
 179 };
 180
 181 struct poll_iocb {
 182         struct file             *file;
 183         struct wait_queue_head  *head;
 184         __poll_t                events;
 185         bool                    cancelled;
 186         bool                    work_scheduled;
 187         bool                    work_need_resched;
 188         struct wait_queue_entry wait;
 189         struct work_struct      work;
 190 };
 191
 192 /*
 193  * NOTE! Each of the iocb union members has the file pointer
 194  * as the first entry in their struct definition. So you can
 195  * access the file pointer through any of the sub-structs,
 196  * or directly as just 'ki_filp' in this struct.
 197  */
 198 struct aio_kiocb {
 199         union {
 200                 struct file             *ki_filp;
 201                 struct kiocb            rw;
 202                 struct fsync_iocb       fsync;
 203                 struct poll_iocb        poll;
 204         };
 205
 206         struct kioctx           *ki_ctx;
 207         kiocb_cancel_fn         *ki_cancel;
 208
 209         struct io_event         ki_res;
 210
 211         struct list_head        ki_list;        /* the aio core uses this
 212                                                  * for cancellation */
 213         refcount_t              ki_refcnt;
 214
 215         /*
 216          * If the aio_resfd field of the userspace iocb is not zero,
 217          * this is the underlying eventfd context to deliver events to.
 218          */
 219         struct eventfd_ctx      *ki_eventfd;
 220 };
 221
 222 /*------ sysctl variables----*/
 223 static DEFINE_SPINLOCK(aio_nr_lock);
 224 unsigned long aio_nr;           /* current system wide number of aio requests */
 225 unsigned long aio_max_nr = 0x10000; /* system wide maximum number of aio requests */
 226 /*----end sysctl variables---*/
 227
 228 static struct kmem_cache        *kiocb_cachep;
 229 static struct kmem_cache        *kioctx_cachep;
 230
 231 static struct vfsmount *aio_mnt;
 232
 233 static const struct file_operations aio_ring_fops;
 234 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops;
 235
 236 static struct file *aio_private_file(struct kioctx *ctx, loff_t nr_pages)
 237 {
 238         struct file *file;
 239         struct inode *inode = alloc_anon_inode(aio_mnt->mnt_sb);
 240         if (IS_ERR(inode))
 241                 return ERR_CAST(inode);
 242
 243         inode->i_mapping->a_ops = &aio_ctx_aops;
 244         inode->i_mapping->private_data = ctx;
 245         inode->i_size = PAGE_SIZE * nr_pages;
 246
 247         file = alloc_file_pseudo(inode, aio_mnt, "[aio]",
 248                                 O_RDWR, &aio_ring_fops);
 249         if (IS_ERR(file))
 250                 iput(inode);
 251         return file;
 252 }
 253
 254 static int aio_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 255 {
 256         if (!init_pseudo(fc, AIO_RING_MAGIC))
 257                 return -ENOMEM;
 258         fc->s_iflags |= SB_I_NOEXEC;
 259         return 0;
 260 }
 261
 262 /* aio_setup
 263  *      Creates the slab caches used by the aio routines, panic on
 264  *      failure as this is done early during the boot sequence.
 265  */
 266 static int __init aio_setup(void)
 267 {
 268         static struct file_system_type aio_fs = {
 269                 .name           = "aio",
 270                 .init_fs_context = aio_init_fs_context,
 271                 .kill_sb        = kill_anon_super,
 272         };
 273         aio_mnt = kern_mount(&aio_fs);
 274         if (IS_ERR(aio_mnt))
 275                 panic("Failed to create aio fs mount.");
 276
 277         kiocb_cachep = KMEM_CACHE(aio_kiocb, SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 278         kioctx_cachep = KMEM_CACHE(kioctx,SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_PANIC);
 279         return 0;
 280 }
 281 __initcall(aio_setup);
 282
 283 static void put_aio_ring_file(struct kioctx *ctx)
 284 {
 285         struct file *aio_ring_file = ctx->aio_ring_file;
 286         struct address_space *i_mapping;
 287
 288         if (aio_ring_file) {
 289                 truncate_setsize(file_inode(aio_ring_file), 0);
 290
 291                 /* Prevent further access to the kioctx from migratepages */
 292                 i_mapping = aio_ring_file->f_mapping;
 293                 spin_lock(&i_mapping->private_lock);
 294                 i_mapping->private_data = NULL;
 295                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 296                 spin_unlock(&i_mapping->private_lock);
 297
 298                 fput(aio_ring_file);
 299         }
 300 }
 301
 302 static void aio_free_ring(struct kioctx *ctx)
 303 {
 304         int i;
 305
 306         /* Disconnect the kiotx from the ring file.  This prevents future
 307          * accesses to the kioctx from page migration.
 308          */
 309         put_aio_ring_file(ctx);
 310
 311         for (i = 0; i < ctx->nr_pages; i++) {
 312                 struct page *page;
 313                 pr_debug("pid(%d) [%d] page->count=%d\n", current->pid, i,
 314                                 page_count(ctx->ring_pages[i]));
 315                 page = ctx->ring_pages[i];
 316                 if (!page)
 317                         continue;
 318                 ctx->ring_pages[i] = NULL;
 319                 put_page(page);
 320         }
 321
 322         if (ctx->ring_pages && ctx->ring_pages != ctx->internal_pages) {
 323                 kfree(ctx->ring_pages);
 324                 ctx->ring_pages = NULL;
 325         }
 326 }
 327
 328 static int aio_ring_mremap(struct vm_area_struct *vma)
 329 {
 330         struct file *file = vma->vm_file;
 331         struct mm_struct *mm = vma->vm_mm;
 332         struct kioctx_table *table;
 333         int i, res = -EINVAL;
 334
 335         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 336         rcu_read_lock();
 337         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
 338         if (!table)
 339                 goto out_unlock;
 340
 341         for (i = 0; i < table->nr; i++) {
 342                 struct kioctx *ctx;
 343
 344                 ctx = rcu_dereference(table->table[i]);
 345                 if (ctx && ctx->aio_ring_file == file) {
 346                         if (!atomic_read(&ctx->dead)) {
 347                                 ctx->user_id = ctx->mmap_base = vma->vm_start;
 348                                 res = 0;
 349                         }
 350                         break;
 351                 }
 352         }
 353
 354 out_unlock:
 355         rcu_read_unlock();
 356         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 357         return res;
 358 }
 359
 360 static const struct vm_operations_struct aio_ring_vm_ops = {
 361         .mremap         = aio_ring_mremap,
 362 #if IS_ENABLED(CONFIG_MMU)
 363         .fault          = filemap_fault,
 364         .map_pages      = filemap_map_pages,
 365         .page_mkwrite   = filemap_page_mkwrite,
 366 #endif
 367 };
 368
 369 static int aio_ring_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
 370 {
 371         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND;
 372         vma->vm_ops = &aio_ring_vm_ops;
 373         return 0;
 374 }
 375
 376 static const struct file_operations aio_ring_fops = {
 377         .mmap = aio_ring_mmap,
 378 };
 379
 380 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 381 static int aio_migratepage(struct address_space *mapping, struct page *new,
 382                         struct page *old, enum migrate_mode mode)
 383 {
 384         struct kioctx *ctx;
 385         unsigned long flags;
 386         pgoff_t idx;
 387         int rc;
 388
 389         /*
 390          * We cannot support the _NO_COPY case here, because copy needs to
 391          * happen under the ctx->completion_lock. That does not work with the
 392          * migration workflow of MIGRATE_SYNC_NO_COPY.
 393          */
 394         if (mode == MIGRATE_SYNC_NO_COPY)
 395                 return -EINVAL;
 396
 397         rc = 0;
 398
 399         /* mapping->private_lock here protects against the kioctx teardown.  */
 400         spin_lock(&mapping->private_lock);
 401         ctx = mapping->private_data;
 402         if (!ctx) {
 403                 rc = -EINVAL;
 404                 goto out;
 405         }
 406
 407         /* The ring_lock mutex.  The prevents aio_read_events() from writing
 408          * to the ring's head, and prevents page migration from mucking in
 409          * a partially initialized kiotx.
 410          */
 411         if (!mutex_trylock(&ctx->ring_lock)) {
 412                 rc = -EAGAIN;
 413                 goto out;
 414         }
 415
 416         idx = old->index;
 417         if (idx < (pgoff_t)ctx->nr_pages) {
 418                 /* Make sure the old page hasn't already been changed */
 419                 if (ctx->ring_pages[idx] != old)
 420                         rc = -EAGAIN;
 421         } else
 422                 rc = -EINVAL;
 423
 424         if (rc != 0)
 425                 goto out_unlock;
 426
 427         /* Writeback must be complete */
 428         BUG_ON(PageWriteback(old));
 429         get_page(new);
 430
 431         rc = migrate_page_move_mapping(mapping, new, old, 1);
 432         if (rc != MIGRATEPAGE_SUCCESS) {
 433                 put_page(new);
 434                 goto out_unlock;
 435         }
 436
 437         /* Take completion_lock to prevent other writes to the ring buffer
 438          * while the old page is copied to the new.  This prevents new
 439          * events from being lost.
 440          */
 441         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
 442         migrate_page_copy(new, old);
 443         BUG_ON(ctx->ring_pages[idx] != old);
 444         ctx->ring_pages[idx] = new;
 445         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
 446
 447         /* The old page is no longer accessible. */
 448         put_page(old);
 449
 450 out_unlock:
 451         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 452 out:
 453         spin_unlock(&mapping->private_lock);
 454         return rc;
 455 }
 456 #endif
 457
 458 static const struct address_space_operations aio_ctx_aops = {
 459         .set_page_dirty = __set_page_dirty_no_writeback,
 460 #if IS_ENABLED(CONFIG_MIGRATION)
 461         .migratepage    = aio_migratepage,
 462 #endif
 463 };
 464
 465 static int aio_setup_ring(struct kioctx *ctx, unsigned int nr_events)
 466 {
 467         struct aio_ring *ring;
 468         struct mm_struct *mm = current->mm;
 469         unsigned long size, unused;
 470         int nr_pages;
 471         int i;
 472         struct file *file;
 473
 474         /* Compensate for the ring buffer's head/tail overlap entry */
 475         nr_events += 2; /* 1 is required, 2 for good luck */
 476
 477         size = sizeof(struct aio_ring);
 478         size += sizeof(struct io_event) * nr_events;
 479
 480         nr_pages = PFN_UP(size);
 481         if (nr_pages < 0)
 482                 return -EINVAL;
 483
 484         file = aio_private_file(ctx, nr_pages);
 485         if (IS_ERR(file)) {
 486                 ctx->aio_ring_file = NULL;
 487                 return -ENOMEM;
 488         }
 489
 490         ctx->aio_ring_file = file;
 491         nr_events = (PAGE_SIZE * nr_pages - sizeof(struct aio_ring))
 492                         / sizeof(struct io_event);
 493
 494         ctx->ring_pages = ctx->internal_pages;
 495         if (nr_pages > AIO_RING_PAGES) {
 496                 ctx->ring_pages = kcalloc(nr_pages, sizeof(struct page *),
 497                                           GFP_KERNEL);
 498                 if (!ctx->ring_pages) {
 499                         put_aio_ring_file(ctx);
 500                         return -ENOMEM;
 501                 }
 502         }
 503
 504         for (i = 0; i < nr_pages; i++) {
 505                 struct page *page;
 506                 page = find_or_create_page(file->f_mapping,
 507                                            i, GFP_HIGHUSER | __GFP_ZERO);
 508                 if (!page)
 509                         break;
 510                 pr_debug("pid(%d) page[%d]->count=%d\n",
 511                          current->pid, i, page_count(page));
 512                 SetPageUptodate(page);
 513                 unlock_page(page);
 514
 515                 ctx->ring_pages[i] = page;
 516         }
 517         ctx->nr_pages = i;
 518
 519         if (unlikely(i != nr_pages)) {
 520                 aio_free_ring(ctx);
 521                 return -ENOMEM;
 522         }
 523
 524         ctx->mmap_size = nr_pages * PAGE_SIZE;
 525         pr_debug("attempting mmap of %lu bytes\n", ctx->mmap_size);
 526
 527         if (mmap_write_lock_killable(mm)) {
 528                 ctx->mmap_size = 0;
 529                 aio_free_ring(ctx);
 530                 return -EINTR;
 531         }
 532
 533         ctx->mmap_base = do_mmap(ctx->aio_ring_file, 0, ctx->mmap_size,
 534                                  PROT_READ | PROT_WRITE,
 535                                  MAP_SHARED, 0, &unused, NULL);
 536         mmap_write_unlock(mm);
 537         if (IS_ERR((void *)ctx->mmap_base)) {
 538                 ctx->mmap_size = 0;
 539                 aio_free_ring(ctx);
 540                 return -ENOMEM;
 541         }
 542
 543         pr_debug("mmap address: 0x%08lx\n", ctx->mmap_base);
 544
 545         ctx->user_id = ctx->mmap_base;
 546         ctx->nr_events = nr_events; /* trusted copy */
 547
 548         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 549         ring->nr = nr_events;   /* user copy */
 550         ring->id = ~0U;
 551         ring->head = ring->tail = 0;
 552         ring->magic = AIO_RING_MAGIC;
 553         ring->compat_features = AIO_RING_COMPAT_FEATURES;
 554         ring->incompat_features = AIO_RING_INCOMPAT_FEATURES;
 555         ring->header_length = sizeof(struct aio_ring);
 556         kunmap_atomic(ring);
 557         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
 558
 559         return 0;
 560 }
 561
 562 #define AIO_EVENTS_PER_PAGE     (PAGE_SIZE / sizeof(struct io_event))
 563 #define AIO_EVENTS_FIRST_PAGE   ((PAGE_SIZE - sizeof(struct aio_ring)) / sizeof(struct io_event))
 564 #define AIO_EVENTS_OFFSET       (AIO_EVENTS_PER_PAGE - AIO_EVENTS_FIRST_PAGE)
 565
 566 void kiocb_set_cancel_fn(struct kiocb *iocb, kiocb_cancel_fn *cancel)
 567 {
 568         struct aio_kiocb *req;
 569         struct kioctx *ctx;
 570         unsigned long flags;
 571
 572         /*
 573          * kiocb didn't come from aio or is neither a read nor a write, hence
 574          * ignore it.
 575          */
 576         if (!(iocb->ki_flags & IOCB_AIO_RW))
 577                 return;
 578
 579         req = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
 580
 581         if (WARN_ON_ONCE(!list_empty(&req->ki_list)))
 582                 return;
 583
 584         ctx = req->ki_ctx;
 585
 586         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
 587         list_add_tail(&req->ki_list, &ctx->active_reqs);
 588         req->ki_cancel = cancel;
 589         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
 590 }
 591 EXPORT_SYMBOL(kiocb_set_cancel_fn);
 592
 593 /*
 594  * free_ioctx() should be RCU delayed to synchronize against the RCU
 595  * protected lookup_ioctx() and also needs process context to call
 596  * aio_free_ring().  Use rcu_work.
 597  */
 598 static void free_ioctx(struct work_struct *work)
 599 {
 600         struct kioctx *ctx = container_of(to_rcu_work(work), struct kioctx,
 601                                           free_rwork);
 602         pr_debug("freeing %p\n", ctx);
 603
 604         aio_free_ring(ctx);
 605         free_percpu(ctx->cpu);
 606         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 607         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 608         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 609 }
 610
 611 static void free_ioctx_reqs(struct percpu_ref *ref)
 612 {
 613         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, reqs);
 614
 615         /* At this point we know that there are no any in-flight requests */
 616         if (ctx->rq_wait && atomic_dec_and_test(&ctx->rq_wait->count))
 617                 complete(&ctx->rq_wait->comp);
 618
 619         /* Synchronize against RCU protected table->table[] dereferences */
 620         INIT_RCU_WORK(&ctx->free_rwork, free_ioctx);
 621         queue_rcu_work(system_wq, &ctx->free_rwork);
 622 }
 623
 624 /*
 625  * When this function runs, the kioctx has been removed from the "hash table"
 626  * and ctx->users has dropped to 0, so we know no more kiocbs can be submitted -
 627  * now it's safe to cancel any that need to be.
 628  */
 629 static void free_ioctx_users(struct percpu_ref *ref)
 630 {
 631         struct kioctx *ctx = container_of(ref, struct kioctx, users);
 632         struct aio_kiocb *req;
 633
 634         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
 635
 636         while (!list_empty(&ctx->active_reqs)) {
 637                 req = list_first_entry(&ctx->active_reqs,
 638                                        struct aio_kiocb, ki_list);
 639                 req->ki_cancel(&req->rw);
 640                 list_del_init(&req->ki_list);
 641         }
 642
 643         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
 644
 645         percpu_ref_kill(&ctx->reqs);
 646         percpu_ref_put(&ctx->reqs);
 647 }
 648
 649 static int ioctx_add_table(struct kioctx *ctx, struct mm_struct *mm)
 650 {
 651         unsigned i, new_nr;
 652         struct kioctx_table *table, *old;
 653         struct aio_ring *ring;
 654
 655         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 656         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 657
 658         while (1) {
 659                 if (table)
 660                         for (i = 0; i < table->nr; i++)
 661                                 if (!rcu_access_pointer(table->table[i])) {
 662                                         ctx->id = i;
 663                                         rcu_assign_pointer(table->table[i], ctx);
 664                                         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 665
 666                                         /* While kioctx setup is in progress,
 667                                          * we are protected from page migration
 668                                          * changes ring_pages by ->ring_lock.
 669                                          */
 670                                         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
 671                                         ring->id = ctx->id;
 672                                         kunmap_atomic(ring);
 673                                         return 0;
 674                                 }
 675
 676                 new_nr = (table ? table->nr : 1) * 4;
 677                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 678
 679                 table = kzalloc(sizeof(*table) + sizeof(struct kioctx *) *
 680                                 new_nr, GFP_KERNEL);
 681                 if (!table)
 682                         return -ENOMEM;
 683
 684                 table->nr = new_nr;
 685
 686                 spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 687                 old = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 688
 689                 if (!old) {
 690                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 691                 } else if (table->nr > old->nr) {
 692                         memcpy(table->table, old->table,
 693                                old->nr * sizeof(struct kioctx *));
 694
 695                         rcu_assign_pointer(mm->ioctx_table, table);
 696                         kfree_rcu(old, rcu);
 697                 } else {
 698                         kfree(table);
 699                         table = old;
 700                 }
 701         }
 702 }
 703
 704 static void aio_nr_sub(unsigned nr)
 705 {
 706         spin_lock(&aio_nr_lock);
 707         if (WARN_ON(aio_nr - nr > aio_nr))
 708                 aio_nr = 0;
 709         else
 710                 aio_nr -= nr;
 711         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 712 }
 713
 714 /* ioctx_alloc
 715  *      Allocates and initializes an ioctx.  Returns an ERR_PTR if it failed.
 716  */
 717 static struct kioctx *ioctx_alloc(unsigned nr_events)
 718 {
 719         struct mm_struct *mm = current->mm;
 720         struct kioctx *ctx;
 721         int err = -ENOMEM;
 722
 723         /*
 724          * Store the original nr_events -- what userspace passed to io_setup(),
 725          * for counting against the global limit -- before it changes.
 726          */
 727         unsigned int max_reqs = nr_events;
 728
 729         /*
 730          * We keep track of the number of available ringbuffer slots, to prevent
 731          * overflow (reqs_available), and we also use percpu counters for this.
 732          *
 733          * So since up to half the slots might be on other cpu's percpu counters
 734          * and unavailable, double nr_events so userspace sees what they
 735          * expected: additionally, we move req_batch slots to/from percpu
 736          * counters at a time, so make sure that isn't 0:
 737          */
 738         nr_events = max(nr_events, num_possible_cpus() * 4);
 739         nr_events *= 2;
 740
 741         /* Prevent overflows */
 742         if (nr_events > (0x10000000U / sizeof(struct io_event))) {
 743                 pr_debug("ENOMEM: nr_events too high\n");
 744                 return ERR_PTR(-EINVAL);
 745         }
 746
 747         if (!nr_events || (unsigned long)max_reqs > aio_max_nr)
 748                 return ERR_PTR(-EAGAIN);
 749
 750         ctx = kmem_cache_zalloc(kioctx_cachep, GFP_KERNEL);
 751         if (!ctx)
 752                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 753
 754         ctx->max_reqs = max_reqs;
 755
 756         spin_lock_init(&ctx->ctx_lock);
 757         spin_lock_init(&ctx->completion_lock);
 758         mutex_init(&ctx->ring_lock);
 759         /* Protect against page migration throughout kiotx setup by keeping
 760          * the ring_lock mutex held until setup is complete. */
 761         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
 762         init_waitqueue_head(&ctx->wait);
 763
 764         INIT_LIST_HEAD(&ctx->active_reqs);
 765
 766         if (percpu_ref_init(&ctx->users, free_ioctx_users, 0, GFP_KERNEL))
 767                 goto err;
 768
 769         if (percpu_ref_init(&ctx->reqs, free_ioctx_reqs, 0, GFP_KERNEL))
 770                 goto err;
 771
 772         ctx->cpu = alloc_percpu(struct kioctx_cpu);
 773         if (!ctx->cpu)
 774                 goto err;
 775
 776         err = aio_setup_ring(ctx, nr_events);
 777         if (err < 0)
 778                 goto err;
 779
 780         atomic_set(&ctx->reqs_available, ctx->nr_events - 1);
 781         ctx->req_batch = (ctx->nr_events - 1) / (num_possible_cpus() * 4);
 782         if (ctx->req_batch < 1)
 783                 ctx->req_batch = 1;
 784
 785         /* limit the number of system wide aios */
 786         spin_lock(&aio_nr_lock);
 787         if (aio_nr + ctx->max_reqs > aio_max_nr ||
 788             aio_nr + ctx->max_reqs < aio_nr) {
 789                 spin_unlock(&aio_nr_lock);
 790                 err = -EAGAIN;
 791                 goto err_ctx;
 792         }
 793         aio_nr += ctx->max_reqs;
 794         spin_unlock(&aio_nr_lock);
 795
 796         percpu_ref_get(&ctx->users);    /* io_setup() will drop this ref */
 797         percpu_ref_get(&ctx->reqs);     /* free_ioctx_users() will drop this */
 798
 799         err = ioctx_add_table(ctx, mm);
 800         if (err)
 801                 goto err_cleanup;
 802
 803         /* Release the ring_lock mutex now that all setup is complete. */
 804         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 805
 806         pr_debug("allocated ioctx %p[%ld]: mm=%p mask=0x%x\n",
 807                  ctx, ctx->user_id, mm, ctx->nr_events);
 808         return ctx;
 809
 810 err_cleanup:
 811         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 812 err_ctx:
 813         atomic_set(&ctx->dead, 1);
 814         if (ctx->mmap_size)
 815                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 816         aio_free_ring(ctx);
 817 err:
 818         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
 819         free_percpu(ctx->cpu);
 820         percpu_ref_exit(&ctx->reqs);
 821         percpu_ref_exit(&ctx->users);
 822         kmem_cache_free(kioctx_cachep, ctx);
 823         pr_debug("error allocating ioctx %d\n", err);
 824         return ERR_PTR(err);
 825 }
 826
 827 /* kill_ioctx
 828  *      Cancels all outstanding aio requests on an aio context.  Used
 829  *      when the processes owning a context have all exited to encourage
 830  *      the rapid destruction of the kioctx.
 831  */
 832 static int kill_ioctx(struct mm_struct *mm, struct kioctx *ctx,
 833                       struct ctx_rq_wait *wait)
 834 {
 835         struct kioctx_table *table;
 836
 837         spin_lock(&mm->ioctx_lock);
 838         if (atomic_xchg(&ctx->dead, 1)) {
 839                 spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 840                 return -EINVAL;
 841         }
 842
 843         table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 844         WARN_ON(ctx != rcu_access_pointer(table->table[ctx->id]));
 845         RCU_INIT_POINTER(table->table[ctx->id], NULL);
 846         spin_unlock(&mm->ioctx_lock);
 847
 848         /* free_ioctx_reqs() will do the necessary RCU synchronization */
 849         wake_up_all(&ctx->wait);
 850
 851         /*
 852          * It'd be more correct to do this in free_ioctx(), after all
 853          * the outstanding kiocbs have finished - but by then io_destroy
 854          * has already returned, so io_setup() could potentially return
 855          * -EAGAIN with no ioctxs actually in use (as far as userspace
 856          *  could tell).
 857          */
 858         aio_nr_sub(ctx->max_reqs);
 859
 860         if (ctx->mmap_size)
 861                 vm_munmap(ctx->mmap_base, ctx->mmap_size);
 862
 863         ctx->rq_wait = wait;
 864         percpu_ref_kill(&ctx->users);
 865         return 0;
 866 }
 867
 868 /*
 869  * exit_aio: called when the last user of mm goes away.  At this point, there is
 870  * no way for any new requests to be submited or any of the io_* syscalls to be
 871  * called on the context.
 872  *
 873  * There may be outstanding kiocbs, but free_ioctx() will explicitly wait on
 874  * them.
 875  */
 876 void exit_aio(struct mm_struct *mm)
 877 {
 878         struct kioctx_table *table = rcu_dereference_raw(mm->ioctx_table);
 879         struct ctx_rq_wait wait;
 880         int i, skipped;
 881
 882         if (!table)
 883                 return;
 884
 885         atomic_set(&wait.count, table->nr);
 886         init_completion(&wait.comp);
 887
 888         skipped = 0;
 889         for (i = 0; i < table->nr; ++i) {
 890                 struct kioctx *ctx =
 891                         rcu_dereference_protected(table->table[i], true);
 892
 893                 if (!ctx) {
 894                         skipped++;
 895                         continue;
 896                 }
 897
 898                 /*
 899                  * We don't need to bother with munmap() here - exit_mmap(mm)
 900                  * is coming and it'll unmap everything. And we simply can't,
 901                  * this is not necessarily our ->mm.
 902                  * Since kill_ioctx() uses non-zero ->mmap_size as indicator
 903                  * that it needs to unmap the area, just set it to 0.
 904                  */
 905                 ctx->mmap_size = 0;
 906                 kill_ioctx(mm, ctx, &wait);
 907         }
 908
 909         if (!atomic_sub_and_test(skipped, &wait.count)) {
 910                 /* Wait until all IO for the context are done. */
 911                 wait_for_completion(&wait.comp);
 912         }
 913
 914         RCU_INIT_POINTER(mm->ioctx_table, NULL);
 915         kfree(table);
 916 }
 917
 918 static void put_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned nr)
 919 {
 920         struct kioctx_cpu *kcpu;
 921         unsigned long flags;
 922
 923         local_irq_save(flags);
 924         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 925         kcpu->reqs_available += nr;
 926
 927         while (kcpu->reqs_available >= ctx->req_batch * 2) {
 928                 kcpu->reqs_available -= ctx->req_batch;
 929                 atomic_add(ctx->req_batch, &ctx->reqs_available);
 930         }
 931
 932         local_irq_restore(flags);
 933 }
 934
 935 static bool __get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
 936 {
 937         struct kioctx_cpu *kcpu;
 938         bool ret = false;
 939         unsigned long flags;
 940
 941         local_irq_save(flags);
 942         kcpu = this_cpu_ptr(ctx->cpu);
 943         if (!kcpu->reqs_available) {
 944                 int old, avail = atomic_read(&ctx->reqs_available);
 945
 946                 do {
 947                         if (avail < ctx->req_batch)
 948                                 goto out;
 949
 950                         old = avail;
 951                         avail = atomic_cmpxchg(&ctx->reqs_available,
 952                                                avail, avail - ctx->req_batch);
 953                 } while (avail != old);
 954
 955                 kcpu->reqs_available += ctx->req_batch;
 956         }
 957
 958         ret = true;
 959         kcpu->reqs_available--;
 960 out:
 961         local_irq_restore(flags);
 962         return ret;
 963 }
 964
 965 /* refill_reqs_available
 966  *      Updates the reqs_available reference counts used for tracking the
 967  *      number of free slots in the completion ring.  This can be called
 968  *      from aio_complete() (to optimistically update reqs_available) or
 969  *      from aio_get_req() (the we're out of events case).  It must be
 970  *      called holding ctx->completion_lock.
 971  */
 972 static void refill_reqs_available(struct kioctx *ctx, unsigned head,
 973                                   unsigned tail)
 974 {
 975         unsigned events_in_ring, completed;
 976
 977         /* Clamp head since userland can write to it. */
 978         head %= ctx->nr_events;
 979         if (head <= tail)
 980                 events_in_ring = tail - head;
 981         else
 982                 events_in_ring = ctx->nr_events - (head - tail);
 983
 984         completed = ctx->completed_events;
 985         if (events_in_ring < completed)
 986                 completed -= events_in_ring;
 987         else
 988                 completed = 0;
 989
 990         if (!completed)
 991                 return;
 992
 993         ctx->completed_events -= completed;
 994         put_reqs_available(ctx, completed);
 995 }
 996
 997 /* user_refill_reqs_available
 998  *      Called to refill reqs_available when aio_get_req() encounters an
 999  *      out of space in the completion ring.
1000  */
1001 static void user_refill_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1002 {
1003         spin_lock_irq(&ctx->completion_lock);
1004         if (ctx->completed_events) {
1005                 struct aio_ring *ring;
1006                 unsigned head;
1007
1008                 /* Access of ring->head may race with aio_read_events_ring()
1009                  * here, but that's okay since whether we read the old version
1010                  * or the new version, and either will be valid.  The important
1011                  * part is that head cannot pass tail since we prevent
1012                  * aio_complete() from updating tail by holding
1013                  * ctx->completion_lock.  Even if head is invalid, the check
1014                  * against ctx->completed_events below will make sure we do the
1015                  * safe/right thing.
1016                  */
1017                 ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1018                 head = ring->head;
1019                 kunmap_atomic(ring);
1020
1021                 refill_reqs_available(ctx, head, ctx->tail);
1022         }
1023
1024         spin_unlock_irq(&ctx->completion_lock);
1025 }
1026
1027 static bool get_reqs_available(struct kioctx *ctx)
1028 {
1029         if (__get_reqs_available(ctx))
1030                 return true;
1031         user_refill_reqs_available(ctx);
1032         return __get_reqs_available(ctx);
1033 }
1034
1035 /* aio_get_req
1036  *      Allocate a slot for an aio request.
1037  * Returns NULL if no requests are free.
1038  *
1039  * The refcount is initialized to 2 - one for the async op completion,
1040  * one for the synchronous code that does this.
1041  */
1042 static inline struct aio_kiocb *aio_get_req(struct kioctx *ctx)
1043 {
1044         struct aio_kiocb *req;
1045
1046         req = kmem_cache_alloc(kiocb_cachep, GFP_KERNEL);
1047         if (unlikely(!req))
1048                 return NULL;
1049
1050         if (unlikely(!get_reqs_available(ctx))) {
1051                 kmem_cache_free(kiocb_cachep, req);
1052                 return NULL;
1053         }
1054
1055         percpu_ref_get(&ctx->reqs);
1056         req->ki_ctx = ctx;
1057         INIT_LIST_HEAD(&req->ki_list);
1058         refcount_set(&req->ki_refcnt, 2);
1059         req->ki_eventfd = NULL;
1060         return req;
1061 }
1062
1063 static struct kioctx *lookup_ioctx(unsigned long ctx_id)
1064 {
1065         struct aio_ring __user *ring  = (void __user *)ctx_id;
1066         struct mm_struct *mm = current->mm;
1067         struct kioctx *ctx, *ret = NULL;
1068         struct kioctx_table *table;
1069         unsigned id;
1070
1071         if (get_user(id, &ring->id))
1072                 return NULL;
1073
1074         rcu_read_lock();
1075         table = rcu_dereference(mm->ioctx_table);
1076
1077         if (!table || id >= table->nr)
1078                 goto out;
1079
1080         id = array_index_nospec(id, table->nr);
1081         ctx = rcu_dereference(table->table[id]);
1082         if (ctx && ctx->user_id == ctx_id) {
1083                 if (percpu_ref_tryget_live(&ctx->users))
1084                         ret = ctx;
1085         }
1086 out:
1087         rcu_read_unlock();
1088         return ret;
1089 }
1090
1091 static inline void iocb_destroy(struct aio_kiocb *iocb)
1092 {
1093         if (iocb->ki_eventfd)
1094                 eventfd_ctx_put(iocb->ki_eventfd);
1095         if (iocb->ki_filp)
1096                 fput(iocb->ki_filp);
1097         percpu_ref_put(&iocb->ki_ctx->reqs);
1098         kmem_cache_free(kiocb_cachep, iocb);
1099 }
1100
1101 /* aio_complete
1102  *      Called when the io request on the given iocb is complete.
1103  */
1104 static void aio_complete(struct aio_kiocb *iocb)
1105 {
1106         struct kioctx   *ctx = iocb->ki_ctx;
1107         struct aio_ring *ring;
1108         struct io_event *ev_page, *event;
1109         unsigned tail, pos, head;
1110         unsigned long   flags;
1111
1112         /*
1113          * Add a completion event to the ring buffer. Must be done holding
1114          * ctx->completion_lock to prevent other code from messing with the tail
1115          * pointer since we might be called from irq context.
1116          */
1117         spin_lock_irqsave(&ctx->completion_lock, flags);
1118
1119         tail = ctx->tail;
1120         pos = tail + AIO_EVENTS_OFFSET;
1121
1122         if (++tail >= ctx->nr_events)
1123                 tail = 0;
1124
1125         ev_page = kmap_atomic(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1126         event = ev_page + pos % AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1127
1128         *event = iocb->ki_res;
1129
1130         kunmap_atomic(ev_page);
1131         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE]);
1132
1133         pr_debug("%p[%u]: %p: %p %Lx %Lx %Lx\n", ctx, tail, iocb,
1134                  (void __user *)(unsigned long)iocb->ki_res.obj,
1135                  iocb->ki_res.data, iocb->ki_res.res, iocb->ki_res.res2);
1136
1137         /* after flagging the request as done, we
1138          * must never even look at it again
1139          */
1140         smp_wmb();      /* make event visible before updating tail */
1141
1142         ctx->tail = tail;
1143
1144         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1145         head = ring->head;
1146         ring->tail = tail;
1147         kunmap_atomic(ring);
1148         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1149
1150         ctx->completed_events++;
1151         if (ctx->completed_events > 1)
1152                 refill_reqs_available(ctx, head, tail);
1153         spin_unlock_irqrestore(&ctx->completion_lock, flags);
1154
1155         pr_debug("added to ring %p at [%u]\n", iocb, tail);
1156
1157         /*
1158          * Check if the user asked us to deliver the result through an
1159          * eventfd. The eventfd_signal() function is safe to be called
1160          * from IRQ context.
1161          */
1162         if (iocb->ki_eventfd)
1163                 eventfd_signal(iocb->ki_eventfd, 1);
1164
1165         /*
1166          * We have to order our ring_info tail store above and test
1167          * of the wait list below outside the wait lock.  This is
1168          * like in wake_up_bit() where clearing a bit has to be
1169          * ordered with the unlocked test.
1170          */
1171         smp_mb();
1172
1173         if (waitqueue_active(&ctx->wait))
1174                 wake_up(&ctx->wait);
1175 }
1176
1177 static inline void iocb_put(struct aio_kiocb *iocb)
1178 {
1179         if (refcount_dec_and_test(&iocb->ki_refcnt)) {
1180                 aio_complete(iocb);
1181                 iocb_destroy(iocb);
1182         }
1183 }
1184
1185 /* aio_read_events_ring
1186  *      Pull an event off of the ioctx's event ring.  Returns the number of
1187  *      events fetched
1188  */
1189 static long aio_read_events_ring(struct kioctx *ctx,
1190                                  struct io_event __user *event, long nr)
1191 {
1192         struct aio_ring *ring;
1193         unsigned head, tail, pos;
1194         long ret = 0;
1195         int copy_ret;
1196
1197         /*
1198          * The mutex can block and wake us up and that will cause
1199          * wait_event_interruptible_hrtimeout() to schedule without sleeping
1200          * and repeat. This should be rare enough that it doesn't cause
1201          * peformance issues. See the comment in read_events() for more detail.
1202          */
1203         sched_annotate_sleep();
1204         mutex_lock(&ctx->ring_lock);
1205
1206         /* Access to ->ring_pages here is protected by ctx->ring_lock. */
1207         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1208         head = ring->head;
1209         tail = ring->tail;
1210         kunmap_atomic(ring);
1211
1212         /*
1213          * Ensure that once we've read the current tail pointer, that
1214          * we also see the events that were stored up to the tail.
1215          */
1216         smp_rmb();
1217
1218         pr_debug("h%u t%u m%u\n", head, tail, ctx->nr_events);
1219
1220         if (head == tail)
1221                 goto out;
1222
1223         head %= ctx->nr_events;
1224         tail %= ctx->nr_events;
1225
1226         while (ret < nr) {
1227                 long avail;
1228                 struct io_event *ev;
1229                 struct page *page;
1230
1231                 avail = (head <= tail ?  tail : ctx->nr_events) - head;
1232                 if (head == tail)
1233                         break;
1234
1235                 pos = head + AIO_EVENTS_OFFSET;
1236                 page = ctx->ring_pages[pos / AIO_EVENTS_PER_PAGE];
1237                 pos %= AIO_EVENTS_PER_PAGE;
1238
1239                 avail = min(avail, nr - ret);
1240                 avail = min_t(long, avail, AIO_EVENTS_PER_PAGE - pos);
1241
1242                 ev = kmap(page);
1243                 copy_ret = copy_to_user(event + ret, ev + pos,
1244                                         sizeof(*ev) * avail);
1245                 kunmap(page);
1246
1247                 if (unlikely(copy_ret)) {
1248                         ret = -EFAULT;
1249                         goto out;
1250                 }
1251
1252                 ret += avail;
1253                 head += avail;
1254                 head %= ctx->nr_events;
1255         }
1256
1257         ring = kmap_atomic(ctx->ring_pages[0]);
1258         ring->head = head;
1259         kunmap_atomic(ring);
1260         flush_dcache_page(ctx->ring_pages[0]);
1261
1262         pr_debug("%li  h%u t%u\n", ret, head, tail);
1263 out:
1264         mutex_unlock(&ctx->ring_lock);
1265
1266         return ret;
1267 }
1268
1269 static bool aio_read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1270                             struct io_event __user *event, long *i)
1271 {
1272         long ret = aio_read_events_ring(ctx, event + *i, nr - *i);
1273
1274         if (ret > 0)
1275                 *i += ret;
1276
1277         if (unlikely(atomic_read(&ctx->dead)))
1278                 ret = -EINVAL;
1279
1280         if (!*i)
1281                 *i = ret;
1282
1283         return ret < 0 || *i >= min_nr;
1284 }
1285
1286 static long read_events(struct kioctx *ctx, long min_nr, long nr,
1287                         struct io_event __user *event,
1288                         ktime_t until)
1289 {
1290         long ret = 0;
1291
1292         /*
1293          * Note that aio_read_events() is being called as the conditional - i.e.
1294          * we're calling it after prepare_to_wait() has set task state to
1295          * TASK_INTERRUPTIBLE.
1296          *
1297          * But aio_read_events() can block, and if it blocks it's going to flip
1298          * the task state back to TASK_RUNNING.
1299          *
1300          * This should be ok, provided it doesn't flip the state back to
1301          * TASK_RUNNING and return 0 too much - that causes us to spin. That
1302          * will only happen if the mutex_lock() call blocks, and we then find
1303          * the ringbuffer empty. So in practice we should be ok, but it's
1304          * something to be aware of when touching this code.
1305          */
1306         if (until == 0)
1307                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret);
1308         else
1309                 wait_event_interruptible_hrtimeout(ctx->wait,
1310                                 aio_read_events(ctx, min_nr, nr, event, &ret),
1311                                 until);
1312         return ret;
1313 }
1314
1315 /* sys_io_setup:
1316  *      Create an aio_context capable of receiving at least nr_events.
1317  *      ctxp must not point to an aio_context that already exists, and
1318  *      must be initialized to 0 prior to the call.  On successful
1319  *      creation of the aio_context, *ctxp is filled in with the resulting
1320  *      handle.  May fail with -EINVAL if *ctxp is not initialized,
1321  *      if the specified nr_events exceeds internal limits.  May fail
1322  *      with -EAGAIN if the specified nr_events exceeds the user's limit
1323  *      of available events.  May fail with -ENOMEM if insufficient kernel
1324  *      resources are available.  May fail with -EFAULT if an invalid
1325  *      pointer is passed for ctxp.  Will fail with -ENOSYS if not
1326  *      implemented.
1327  */
1328 SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, aio_context_t __user *, ctxp)
1329 {
1330         struct kioctx *ioctx = NULL;
1331         unsigned long ctx;
1332         long ret;
1333
1334         ret = get_user(ctx, ctxp);
1335         if (unlikely(ret))
1336                 goto out;
1337
1338         ret = -EINVAL;
1339         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1340                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1341                          ctx, nr_events);
1342                 goto out;
1343         }
1344
1345         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1346         ret = PTR_ERR(ioctx);
1347         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1348                 ret = put_user(ioctx->user_id, ctxp);
1349                 if (ret)
1350                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1351                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1352         }
1353
1354 out:
1355         return ret;
1356 }
1357
1358 #ifdef CONFIG_COMPAT
1359 COMPAT_SYSCALL_DEFINE2(io_setup, unsigned, nr_events, u32 __user *, ctx32p)
1360 {
1361         struct kioctx *ioctx = NULL;
1362         unsigned long ctx;
1363         long ret;
1364
1365         ret = get_user(ctx, ctx32p);
1366         if (unlikely(ret))
1367                 goto out;
1368
1369         ret = -EINVAL;
1370         if (unlikely(ctx || nr_events == 0)) {
1371                 pr_debug("EINVAL: ctx %lu nr_events %u\n",
1372                          ctx, nr_events);
1373                 goto out;
1374         }
1375
1376         ioctx = ioctx_alloc(nr_events);
1377         ret = PTR_ERR(ioctx);
1378         if (!IS_ERR(ioctx)) {
1379                 /* truncating is ok because it's a user address */
1380                 ret = put_user((u32)ioctx->user_id, ctx32p);
1381                 if (ret)
1382                         kill_ioctx(current->mm, ioctx, NULL);
1383                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1384         }
1385
1386 out:
1387         return ret;
1388 }
1389 #endif
1390
1391 /* sys_io_destroy:
1392  *      Destroy the aio_context specified.  May cancel any outstanding
1393  *      AIOs and block on completion.  Will fail with -ENOSYS if not
1394  *      implemented.  May fail with -EINVAL if the context pointed to
1395  *      is invalid.
1396  */
1397 SYSCALL_DEFINE1(io_destroy, aio_context_t, ctx)
1398 {
1399         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx);
1400         if (likely(NULL != ioctx)) {
1401                 struct ctx_rq_wait wait;
1402                 int ret;
1403
1404                 init_completion(&wait.comp);
1405                 atomic_set(&wait.count, 1);
1406
1407                 /* Pass requests_done to kill_ioctx() where it can be set
1408                  * in a thread-safe way. If we try to set it here then we have
1409                  * a race condition if two io_destroy() called simultaneously.
1410                  */
1411                 ret = kill_ioctx(current->mm, ioctx, &wait);
1412                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
1413
1414                 /* Wait until all IO for the context are done. Otherwise kernel
1415                  * keep using user-space buffers even if user thinks the context
1416                  * is destroyed.
1417                  */
1418                 if (!ret)
1419                         wait_for_completion(&wait.comp);
1420
1421                 return ret;
1422         }
1423         pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
1424         return -EINVAL;
1425 }
1426
1427 static void aio_remove_iocb(struct aio_kiocb *iocb)
1428 {
1429         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1430         unsigned long flags;
1431
1432         spin_lock_irqsave(&ctx->ctx_lock, flags);
1433         list_del(&iocb->ki_list);
1434         spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1435 }
1436
1437 static void aio_complete_rw(struct kiocb *kiocb, long res, long res2)
1438 {
1439         struct aio_kiocb *iocb = container_of(kiocb, struct aio_kiocb, rw);
1440
1441         if (!list_empty_careful(&iocb->ki_list))
1442                 aio_remove_iocb(iocb);
1443
1444         if (kiocb->ki_flags & IOCB_WRITE) {
1445                 struct inode *inode = file_inode(kiocb->ki_filp);
1446
1447                 /*
1448                  * Tell lockdep we inherited freeze protection from submission
1449                  * thread.
1450                  */
1451                 if (S_ISREG(inode->i_mode))
1452                         __sb_writers_acquired(inode->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1453                 file_end_write(kiocb->ki_filp);
1454         }
1455
1456         iocb->ki_res.res = res;
1457         iocb->ki_res.res2 = res2;
1458         iocb_put(iocb);
1459 }
1460
1461 static int aio_prep_rw(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb)
1462 {
1463         int ret;
1464
1465         req->ki_complete = aio_complete_rw;
1466         req->private = NULL;
1467         req->ki_pos = iocb->aio_offset;
1468         req->ki_flags = iocb_flags(req->ki_filp) | IOCB_AIO_RW;
1469         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD)
1470                 req->ki_flags |= IOCB_EVENTFD;
1471         req->ki_hint = ki_hint_validate(file_write_hint(req->ki_filp));
1472         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_IOPRIO) {
1473                 /*
1474                  * If the IOCB_FLAG_IOPRIO flag of aio_flags is set, then
1475                  * aio_reqprio is interpreted as an I/O scheduling
1476                  * class and priority.
1477                  */
1478                 ret = ioprio_check_cap(iocb->aio_reqprio);
1479                 if (ret) {
1480                         pr_debug("aio ioprio check cap error: %d\n", ret);
1481                         return ret;
1482                 }
1483
1484                 req->ki_ioprio = iocb->aio_reqprio;
1485         } else
1486                 req->ki_ioprio = get_current_ioprio();
1487
1488         ret = kiocb_set_rw_flags(req, iocb->aio_rw_flags);
1489         if (unlikely(ret))
1490                 return ret;
1491
1492         req->ki_flags &= ~IOCB_HIPRI; /* no one is going to poll for this I/O */
1493         return 0;
1494 }
1495
1496 static ssize_t aio_setup_rw(int rw, const struct iocb *iocb,
1497                 struct iovec **iovec, bool vectored, bool compat,
1498                 struct iov_iter *iter)
1499 {
1500         void __user *buf = (void __user *)(uintptr_t)iocb->aio_buf;
1501         size_t len = iocb->aio_nbytes;
1502
1503         if (!vectored) {
1504                 ssize_t ret = import_single_range(rw, buf, len, *iovec, iter);
1505                 *iovec = NULL;
1506                 return ret;
1507         }
1508
1509         return __import_iovec(rw, buf, len, UIO_FASTIOV, iovec, iter, compat);
1510 }
1511
1512 static inline void aio_rw_done(struct kiocb *req, ssize_t ret)
1513 {
1514         switch (ret) {
1515         case -EIOCBQUEUED:
1516                 break;
1517         case -ERESTARTSYS:
1518         case -ERESTARTNOINTR:
1519         case -ERESTARTNOHAND:
1520         case -ERESTART_RESTARTBLOCK:
1521                 /*
1522                  * There's no easy way to restart the syscall since other AIO's
1523                  * may be already running. Just fail this IO with EINTR.
1524                  */
1525                 ret = -EINTR;
1526                 fallthrough;
1527         default:
1528                 req->ki_complete(req, ret, 0);
1529         }
1530 }
1531
1532 static int aio_read(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1533                         bool vectored, bool compat)
1534 {
1535         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1536         struct iov_iter iter;
1537         struct file *file;
1538         int ret;
1539
1540         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1541         if (ret)
1542                 return ret;
1543         file = req->ki_filp;
1544         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_READ)))
1545                 return -EBADF;
1546         ret = -EINVAL;
1547         if (unlikely(!file->f_op->read_iter))
1548                 return -EINVAL;
1549
1550         ret = aio_setup_rw(READ, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1551         if (ret < 0)
1552                 return ret;
1553         ret = rw_verify_area(READ, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1554         if (!ret)
1555                 aio_rw_done(req, call_read_iter(file, req, &iter));
1556         kfree(iovec);
1557         return ret;
1558 }
1559
1560 static int aio_write(struct kiocb *req, const struct iocb *iocb,
1561                          bool vectored, bool compat)
1562 {
1563         struct iovec inline_vecs[UIO_FASTIOV], *iovec = inline_vecs;
1564         struct iov_iter iter;
1565         struct file *file;
1566         int ret;
1567
1568         ret = aio_prep_rw(req, iocb);
1569         if (ret)
1570                 return ret;
1571         file = req->ki_filp;
1572
1573         if (unlikely(!(file->f_mode & FMODE_WRITE)))
1574                 return -EBADF;
1575         if (unlikely(!file->f_op->write_iter))
1576                 return -EINVAL;
1577
1578         ret = aio_setup_rw(WRITE, iocb, &iovec, vectored, compat, &iter);
1579         if (ret < 0)
1580                 return ret;
1581         ret = rw_verify_area(WRITE, file, &req->ki_pos, iov_iter_count(&iter));
1582         if (!ret) {
1583                 /*
1584                  * Open-code file_start_write here to grab freeze protection,
1585                  * which will be released by another thread in
1586                  * aio_complete_rw().  Fool lockdep by telling it the lock got
1587                  * released so that it doesn't complain about the held lock when
1588                  * we return to userspace.
1589                  */
1590                 if (S_ISREG(file_inode(file)->i_mode)) {
1591                         sb_start_write(file_inode(file)->i_sb);
1592                         __sb_writers_release(file_inode(file)->i_sb, SB_FREEZE_WRITE);
1593                 }
1594                 req->ki_flags |= IOCB_WRITE;
1595                 aio_rw_done(req, call_write_iter(file, req, &iter));
1596         }
1597         kfree(iovec);
1598         return ret;
1599 }
1600
1601 static void aio_fsync_work(struct work_struct *work)
1602 {
1603         struct aio_kiocb *iocb = container_of(work, struct aio_kiocb, fsync.work);
1604         const struct cred *old_cred = override_creds(iocb->fsync.creds);
1605
1606         iocb->ki_res.res = vfs_fsync(iocb->fsync.file, iocb->fsync.datasync);
1607         revert_creds(old_cred);
1608         put_cred(iocb->fsync.creds);
1609         iocb_put(iocb);
1610 }
1611
1612 static int aio_fsync(struct fsync_iocb *req, const struct iocb *iocb,
1613                      bool datasync)
1614 {
1615         if (unlikely(iocb->aio_buf || iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes ||
1616                         iocb->aio_rw_flags))
1617                 return -EINVAL;
1618
1619         if (unlikely(!req->file->f_op->fsync))
1620                 return -EINVAL;
1621
1622         req->creds = prepare_creds();
1623         if (!req->creds)
1624                 return -ENOMEM;
1625
1626         req->datasync = datasync;
1627         INIT_WORK(&req->work, aio_fsync_work);
1628         schedule_work(&req->work);
1629         return 0;
1630 }
1631
1632 static void aio_poll_put_work(struct work_struct *work)
1633 {
1634         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1635         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1636
1637         iocb_put(iocb);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * Safely lock the waitqueue which the request is on, synchronizing with the
1642  * case where the ->poll() provider decides to free its waitqueue early.
1643  *
1644  * Returns true on success, meaning that req->head->lock was locked, req->wait
1645  * is on req->head, and an RCU read lock was taken.  Returns false if the
1646  * request was already removed from its waitqueue (which might no longer exist).
1647  */
1648 static bool poll_iocb_lock_wq(struct poll_iocb *req)
1649 {
1650         wait_queue_head_t *head;
1651
1652         /*
1653          * While we hold the waitqueue lock and the waitqueue is nonempty,
1654          * wake_up_pollfree() will wait for us.  However, taking the waitqueue
1655          * lock in the first place can race with the waitqueue being freed.
1656          *
1657          * We solve this as eventpoll does: by taking advantage of the fact that
1658          * all users of wake_up_pollfree() will RCU-delay the actual free.  If
1659          * we enter rcu_read_lock() and see that the pointer to the queue is
1660          * non-NULL, we can then lock it without the memory being freed out from
1661          * under us, then check whether the request is still on the queue.
1662          *
1663          * Keep holding rcu_read_lock() as long as we hold the queue lock, in
1664          * case the caller deletes the entry from the queue, leaving it empty.
1665          * In that case, only RCU prevents the queue memory from being freed.
1666          */
1667         rcu_read_lock();
1668         head = smp_load_acquire(&req->head);
1669         if (head) {
1670                 spin_lock(&head->lock);
1671                 if (!list_empty(&req->wait.entry))
1672                         return true;
1673                 spin_unlock(&head->lock);
1674         }
1675         rcu_read_unlock();
1676         return false;
1677 }
1678
1679 static void poll_iocb_unlock_wq(struct poll_iocb *req)
1680 {
1681         spin_unlock(&req->head->lock);
1682         rcu_read_unlock();
1683 }
1684
1685 static void aio_poll_complete_work(struct work_struct *work)
1686 {
1687         struct poll_iocb *req = container_of(work, struct poll_iocb, work);
1688         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1689         struct poll_table_struct pt = { ._key = req->events };
1690         struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1691         __poll_t mask = 0;
1692
1693         if (!READ_ONCE(req->cancelled))
1694                 mask = vfs_poll(req->file, &pt) & req->events;
1695
1696         /*
1697          * Note that ->ki_cancel callers also delete iocb from active_reqs after
1698          * calling ->ki_cancel.  We need the ctx_lock roundtrip here to
1699          * synchronize with them.  In the cancellation case the list_del_init
1700          * itself is not actually needed, but harmless so we keep it in to
1701          * avoid further branches in the fast path.
1702          */
1703         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1704         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1705                 if (!mask && !READ_ONCE(req->cancelled)) {
1706                         /*
1707                          * The request isn't actually ready to be completed yet.
1708                          * Reschedule completion if another wakeup came in.
1709                          */
1710                         if (req->work_need_resched) {
1711                                 schedule_work(&req->work);
1712                                 req->work_need_resched = false;
1713                         } else {
1714                                 req->work_scheduled = false;
1715                         }
1716                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1717                         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1718                         return;
1719                 }
1720                 list_del_init(&req->wait.entry);
1721                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1722         } /* else, POLLFREE has freed the waitqueue, so we must complete */
1723         list_del_init(&iocb->ki_list);
1724         iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1725         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1726
1727         iocb_put(iocb);
1728 }
1729
1730 /* assumes we are called with irqs disabled */
1731 static int aio_poll_cancel(struct kiocb *iocb)
1732 {
1733         struct aio_kiocb *aiocb = container_of(iocb, struct aio_kiocb, rw);
1734         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1735
1736         if (poll_iocb_lock_wq(req)) {
1737                 WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1738                 if (!req->work_scheduled) {
1739                         schedule_work(&aiocb->poll.work);
1740                         req->work_scheduled = true;
1741                 }
1742                 poll_iocb_unlock_wq(req);
1743         } /* else, the request was force-cancelled by POLLFREE already */
1744
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static int aio_poll_wake(struct wait_queue_entry *wait, unsigned mode, int sync,
1749                 void *key)
1750 {
1751         struct poll_iocb *req = container_of(wait, struct poll_iocb, wait);
1752         struct aio_kiocb *iocb = container_of(req, struct aio_kiocb, poll);
1753         __poll_t mask = key_to_poll(key);
1754         unsigned long flags;
1755
1756         /* for instances that support it check for an event match first: */
1757         if (mask && !(mask & req->events))
1758                 return 0;
1759
1760         /*
1761          * Complete the request inline if possible.  This requires that three
1762          * conditions be met:
1763          *   1. An event mask must have been passed.  If a plain wakeup was done
1764          *      instead, then mask == 0 and we have to call vfs_poll() to get
1765          *      the events, so inline completion isn't possible.
1766          *   2. The completion work must not have already been scheduled.
1767          *   3. ctx_lock must not be busy.  We have to use trylock because we
1768          *      already hold the waitqueue lock, so this inverts the normal
1769          *      locking order.  Use irqsave/irqrestore because not all
1770          *      filesystems (e.g. fuse) call this function with IRQs disabled,
1771          *      yet IRQs have to be disabled before ctx_lock is obtained.
1772          */
1773         if (mask && !req->work_scheduled &&
1774             spin_trylock_irqsave(&iocb->ki_ctx->ctx_lock, flags)) {
1775                 struct kioctx *ctx = iocb->ki_ctx;
1776
1777                 list_del_init(&req->wait.entry);
1778                 list_del(&iocb->ki_list);
1779                 iocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1780                 if (iocb->ki_eventfd && eventfd_signal_count()) {
1781                         iocb = NULL;
1782                         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_put_work);
1783                         schedule_work(&req->work);
1784                 }
1785                 spin_unlock_irqrestore(&ctx->ctx_lock, flags);
1786                 if (iocb)
1787                         iocb_put(iocb);
1788         } else {
1789                 /*
1790                  * Schedule the completion work if needed.  If it was already
1791                  * scheduled, record that another wakeup came in.
1792                  *
1793                  * Don't remove the request from the waitqueue here, as it might
1794                  * not actually be complete yet (we won't know until vfs_poll()
1795                  * is called), and we must not miss any wakeups.  POLLFREE is an
1796                  * exception to this; see below.
1797                  */
1798                 if (req->work_scheduled) {
1799                         req->work_need_resched = true;
1800                 } else {
1801                         schedule_work(&req->work);
1802                         req->work_scheduled = true;
1803                 }
1804
1805                 /*
1806                  * If the waitqueue is being freed early but we can't complete
1807                  * the request inline, we have to tear down the request as best
1808                  * we can.  That means immediately removing the request from its
1809                  * waitqueue and preventing all further accesses to the
1810                  * waitqueue via the request.  We also need to schedule the
1811                  * completion work (done above).  Also mark the request as
1812                  * cancelled, to potentially skip an unneeded call to ->poll().
1813                  */
1814                 if (mask & POLLFREE) {
1815                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1816                         list_del_init(&req->wait.entry);
1817
1818                         /*
1819                          * Careful: this *must* be the last step, since as soon
1820                          * as req->head is NULL'ed out, the request can be
1821                          * completed and freed, since aio_poll_complete_work()
1822                          * will no longer need to take the waitqueue lock.
1823                          */
1824                         smp_store_release(&req->head, NULL);
1825                 }
1826         }
1827         return 1;
1828 }
1829
1830 struct aio_poll_table {
1831         struct poll_table_struct        pt;
1832         struct aio_kiocb                *iocb;
1833         bool                            queued;
1834         int                             error;
1835 };
1836
1837 static void
1838 aio_poll_queue_proc(struct file *file, struct wait_queue_head *head,
1839                 struct poll_table_struct *p)
1840 {
1841         struct aio_poll_table *pt = container_of(p, struct aio_poll_table, pt);
1842
1843         /* multiple wait queues per file are not supported */
1844         if (unlikely(pt->queued)) {
1845                 pt->error = -EINVAL;
1846                 return;
1847         }
1848
1849         pt->queued = true;
1850         pt->error = 0;
1851         pt->iocb->poll.head = head;
1852         add_wait_queue(head, &pt->iocb->poll.wait);
1853 }
1854
1855 static int aio_poll(struct aio_kiocb *aiocb, const struct iocb *iocb)
1856 {
1857         struct kioctx *ctx = aiocb->ki_ctx;
1858         struct poll_iocb *req = &aiocb->poll;
1859         struct aio_poll_table apt;
1860         bool cancel = false;
1861         __poll_t mask;
1862
1863         /* reject any unknown events outside the normal event mask. */
1864         if ((u16)iocb->aio_buf != iocb->aio_buf)
1865                 return -EINVAL;
1866         /* reject fields that are not defined for poll */
1867         if (iocb->aio_offset || iocb->aio_nbytes || iocb->aio_rw_flags)
1868                 return -EINVAL;
1869
1870         INIT_WORK(&req->work, aio_poll_complete_work);
1871         req->events = demangle_poll(iocb->aio_buf) | EPOLLERR | EPOLLHUP;
1872
1873         req->head = NULL;
1874         req->cancelled = false;
1875         req->work_scheduled = false;
1876         req->work_need_resched = false;
1877
1878         apt.pt._qproc = aio_poll_queue_proc;
1879         apt.pt._key = req->events;
1880         apt.iocb = aiocb;
1881         apt.queued = false;
1882         apt.error = -EINVAL; /* same as no support for IOCB_CMD_POLL */
1883
1884         /* initialized the list so that we can do list_empty checks */
1885         INIT_LIST_HEAD(&req->wait.entry);
1886         init_waitqueue_func_entry(&req->wait, aio_poll_wake);
1887
1888         mask = vfs_poll(req->file, &apt.pt) & req->events;
1889         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
1890         if (likely(apt.queued)) {
1891                 bool on_queue = poll_iocb_lock_wq(req);
1892
1893                 if (!on_queue || req->work_scheduled) {
1894                         /*
1895                          * aio_poll_wake() already either scheduled the async
1896                          * completion work, or completed the request inline.
1897                          */
1898                         if (apt.error) /* unsupported case: multiple queues */
1899                                 cancel = true;
1900                         apt.error = 0;
1901                         mask = 0;
1902                 }
1903                 if (mask || apt.error) {
1904                         /* Steal to complete synchronously. */
1905                         list_del_init(&req->wait.entry);
1906                 } else if (cancel) {
1907                         /* Cancel if possible (may be too late though). */
1908                         WRITE_ONCE(req->cancelled, true);
1909                 } else if (on_queue) {
1910                         /*
1911                          * Actually waiting for an event, so add the request to
1912                          * active_reqs so that it can be cancelled if needed.
1913                          */
1914                         list_add_tail(&aiocb->ki_list, &ctx->active_reqs);
1915                         aiocb->ki_cancel = aio_poll_cancel;
1916                 }
1917                 if (on_queue)
1918                         poll_iocb_unlock_wq(req);
1919         }
1920         if (mask) { /* no async, we'd stolen it */
1921                 aiocb->ki_res.res = mangle_poll(mask);
1922                 apt.error = 0;
1923         }
1924         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
1925         if (mask)
1926                 iocb_put(aiocb);
1927         return apt.error;
1928 }
1929
1930 static int __io_submit_one(struct kioctx *ctx, const struct iocb *iocb,
1931                            struct iocb __user *user_iocb, struct aio_kiocb *req,
1932                            bool compat)
1933 {
1934         req->ki_filp = fget(iocb->aio_fildes);
1935         if (unlikely(!req->ki_filp))
1936                 return -EBADF;
1937
1938         if (iocb->aio_flags & IOCB_FLAG_RESFD) {
1939                 struct eventfd_ctx *eventfd;
1940                 /*
1941                  * If the IOCB_FLAG_RESFD flag of aio_flags is set, get an
1942                  * instance of the file* now. The file descriptor must be
1943                  * an eventfd() fd, and will be signaled for each completed
1944                  * event using the eventfd_signal() function.
1945                  */
1946                 eventfd = eventfd_ctx_fdget(iocb->aio_resfd);
1947                 if (IS_ERR(eventfd))
1948                         return PTR_ERR(eventfd);
1949
1950                 req->ki_eventfd = eventfd;
1951         }
1952
1953         if (unlikely(put_user(KIOCB_KEY, &user_iocb->aio_key))) {
1954                 pr_debug("EFAULT: aio_key\n");
1955                 return -EFAULT;
1956         }
1957
1958         req->ki_res.obj = (u64)(unsigned long)user_iocb;
1959         req->ki_res.data = iocb->aio_data;
1960         req->ki_res.res = 0;
1961         req->ki_res.res2 = 0;
1962
1963         switch (iocb->aio_lio_opcode) {
1964         case IOCB_CMD_PREAD:
1965                 return aio_read(&req->rw, iocb, false, compat);
1966         case IOCB_CMD_PWRITE:
1967                 return aio_write(&req->rw, iocb, false, compat);
1968         case IOCB_CMD_PREADV:
1969                 return aio_read(&req->rw, iocb, true, compat);
1970         case IOCB_CMD_PWRITEV:
1971                 return aio_write(&req->rw, iocb, true, compat);
1972         case IOCB_CMD_FSYNC:
1973                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, false);
1974         case IOCB_CMD_FDSYNC:
1975                 return aio_fsync(&req->fsync, iocb, true);
1976         case IOCB_CMD_POLL:
1977                 return aio_poll(req, iocb);
1978         default:
1979                 pr_debug("invalid aio operation %d\n", iocb->aio_lio_opcode);
1980                 return -EINVAL;
1981         }
1982 }
1983
1984 static int io_submit_one(struct kioctx *ctx, struct iocb __user *user_iocb,
1985                          bool compat)
1986 {
1987         struct aio_kiocb *req;
1988         struct iocb iocb;
1989         int err;
1990
1991         if (unlikely(copy_from_user(&iocb, user_iocb, sizeof(iocb))))
1992                 return -EFAULT;
1993
1994         /* enforce forwards compatibility on users */
1995         if (unlikely(iocb.aio_reserved2)) {
1996                 pr_debug("EINVAL: reserve field set\n");
1997                 return -EINVAL;
1998         }
1999
2000         /* prevent overflows */
2001         if (unlikely(
2002             (iocb.aio_buf != (unsigned long)iocb.aio_buf) ||
2003             (iocb.aio_nbytes != (size_t)iocb.aio_nbytes) ||
2004             ((ssize_t)iocb.aio_nbytes < 0)
2005            )) {
2006                 pr_debug("EINVAL: overflow check\n");
2007                 return -EINVAL;
2008         }
2009
2010         req = aio_get_req(ctx);
2011         if (unlikely(!req))
2012                 return -EAGAIN;
2013
2014         err = __io_submit_one(ctx, &iocb, user_iocb, req, compat);
2015
2016         /* Done with the synchronous reference */
2017         iocb_put(req);
2018
2019         /*
2020          * If err is 0, we'd either done aio_complete() ourselves or have
2021          * arranged for that to be done asynchronously.  Anything non-zero
2022          * means that we need to destroy req ourselves.
2023          */
2024         if (unlikely(err)) {
2025                 iocb_destroy(req);
2026                 put_reqs_available(ctx, 1);
2027         }
2028         return err;
2029 }
2030
2031 /* sys_io_submit:
2032  *      Queue the nr iocbs pointed to by iocbpp for processing.  Returns
2033  *      the number of iocbs queued.  May return -EINVAL if the aio_context
2034  *      specified by ctx_id is invalid, if nr is < 0, if the iocb at
2035  *      *iocbpp[0] is not properly initialized, if the operation specified
2036  *      is invalid for the file descriptor in the iocb.  May fail with
2037  *      -EFAULT if any of the data structures point to invalid data.  May
2038  *      fail with -EBADF if the file descriptor specified in the first
2039  *      iocb is invalid.  May fail with -EAGAIN if insufficient resources
2040  *      are available to queue any iocbs.  Will return 0 if nr is 0.  Will
2041  *      fail with -ENOSYS if not implemented.
2042  */
2043 SYSCALL_DEFINE3(io_submit, aio_context_t, ctx_id, long, nr,
2044                 struct iocb __user * __user *, iocbpp)
2045 {
2046         struct kioctx *ctx;
2047         long ret = 0;
2048         int i = 0;
2049         struct blk_plug plug;
2050
2051         if (unlikely(nr < 0))
2052                 return -EINVAL;
2053
2054         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2055         if (unlikely(!ctx)) {
2056                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2057                 return -EINVAL;
2058         }
2059
2060         if (nr > ctx->nr_events)
2061                 nr = ctx->nr_events;
2062
2063         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2064                 blk_start_plug(&plug);
2065         for (i = 0; i < nr; i++) {
2066                 struct iocb __user *user_iocb;
2067
2068                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2069                         ret = -EFAULT;
2070                         break;
2071                 }
2072
2073                 ret = io_submit_one(ctx, user_iocb, false);
2074                 if (ret)
2075                         break;
2076         }
2077         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2078                 blk_finish_plug(&plug);
2079
2080         percpu_ref_put(&ctx->users);
2081         return i ? i : ret;
2082 }
2083
2084 #ifdef CONFIG_COMPAT
2085 COMPAT_SYSCALL_DEFINE3(io_submit, compat_aio_context_t, ctx_id,
2086                        int, nr, compat_uptr_t __user *, iocbpp)
2087 {
2088         struct kioctx *ctx;
2089         long ret = 0;
2090         int i = 0;
2091         struct blk_plug plug;
2092
2093         if (unlikely(nr < 0))
2094                 return -EINVAL;
2095
2096         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2097         if (unlikely(!ctx)) {
2098                 pr_debug("EINVAL: invalid context id\n");
2099                 return -EINVAL;
2100         }
2101
2102         if (nr > ctx->nr_events)
2103                 nr = ctx->nr_events;
2104
2105         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2106                 blk_start_plug(&plug);
2107         for (i = 0; i < nr; i++) {
2108                 compat_uptr_t user_iocb;
2109
2110                 if (unlikely(get_user(user_iocb, iocbpp + i))) {
2111                         ret = -EFAULT;
2112                         break;
2113                 }
2114
2115                 ret = io_submit_one(ctx, compat_ptr(user_iocb), true);
2116                 if (ret)
2117                         break;
2118         }
2119         if (nr > AIO_PLUG_THRESHOLD)
2120                 blk_finish_plug(&plug);
2121
2122         percpu_ref_put(&ctx->users);
2123         return i ? i : ret;
2124 }
2125 #endif
2126
2127 /* sys_io_cancel:
2128  *      Attempts to cancel an iocb previously passed to io_submit.  If
2129  *      the operation is successfully cancelled, the resulting event is
2130  *      copied into the memory pointed to by result without being placed
2131  *      into the completion queue and 0 is returned.  May fail with
2132  *      -EFAULT if any of the data structures pointed to are invalid.
2133  *      May fail with -EINVAL if aio_context specified by ctx_id is
2134  *      invalid.  May fail with -EAGAIN if the iocb specified was not
2135  *      cancelled.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2136  */
2137 SYSCALL_DEFINE3(io_cancel, aio_context_t, ctx_id, struct iocb __user *, iocb,
2138                 struct io_event __user *, result)
2139 {
2140         struct kioctx *ctx;
2141         struct aio_kiocb *kiocb;
2142         int ret = -EINVAL;
2143         u32 key;
2144         u64 obj = (u64)(unsigned long)iocb;
2145
2146         if (unlikely(get_user(key, &iocb->aio_key)))
2147                 return -EFAULT;
2148         if (unlikely(key != KIOCB_KEY))
2149                 return -EINVAL;
2150
2151         ctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2152         if (unlikely(!ctx))
2153                 return -EINVAL;
2154
2155         spin_lock_irq(&ctx->ctx_lock);
2156         /* TODO: use a hash or array, this sucks. */
2157         list_for_each_entry(kiocb, &ctx->active_reqs, ki_list) {
2158                 if (kiocb->ki_res.obj == obj) {
2159                         ret = kiocb->ki_cancel(&kiocb->rw);
2160                         list_del_init(&kiocb->ki_list);
2161                         break;
2162                 }
2163         }
2164         spin_unlock_irq(&ctx->ctx_lock);
2165
2166         if (!ret) {
2167                 /*
2168                  * The result argument is no longer used - the io_event is
2169                  * always delivered via the ring buffer. -EINPROGRESS indicates
2170                  * cancellation is progress:
2171                  */
2172                 ret = -EINPROGRESS;
2173         }
2174
2175         percpu_ref_put(&ctx->users);
2176
2177         return ret;
2178 }
2179
2180 static long do_io_getevents(aio_context_t ctx_id,
2181                 long min_nr,
2182                 long nr,
2183                 struct io_event __user *events,
2184                 struct timespec64 *ts)
2185 {
2186         ktime_t until = ts ? timespec64_to_ktime(*ts) : KTIME_MAX;
2187         struct kioctx *ioctx = lookup_ioctx(ctx_id);
2188         long ret = -EINVAL;
2189
2190         if (likely(ioctx)) {
2191                 if (likely(min_nr <= nr && min_nr >= 0))
2192                         ret = read_events(ioctx, min_nr, nr, events, until);
2193                 percpu_ref_put(&ioctx->users);
2194         }
2195
2196         return ret;
2197 }
2198
2199 /* io_getevents:
2200  *      Attempts to read at least min_nr events and up to nr events from
2201  *      the completion queue for the aio_context specified by ctx_id. If
2202  *      it succeeds, the number of read events is returned. May fail with
2203  *      -EINVAL if ctx_id is invalid, if min_nr is out of range, if nr is
2204  *      out of range, if timeout is out of range.  May fail with -EFAULT
2205  *      if any of the memory specified is invalid.  May return 0 or
2206  *      < min_nr if the timeout specified by timeout has elapsed
2207  *      before sufficient events are available, where timeout == NULL
2208  *      specifies an infinite timeout. Note that the timeout pointed to by
2209  *      timeout is relative.  Will fail with -ENOSYS if not implemented.
2210  */
2211 #ifdef CONFIG_64BIT
2212
2213 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents, aio_context_t, ctx_id,
2214                 long, min_nr,
2215                 long, nr,
2216                 struct io_event __user *, events,
2217                 struct __kernel_timespec __user *, timeout)
2218 {
2219         struct timespec64       ts;
2220         int                     ret;
2221
2222         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2223                 return -EFAULT;
2224
2225         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2226         if (!ret && signal_pending(current))
2227                 ret = -EINTR;
2228         return ret;
2229 }
2230
2231 #endif
2232
2233 struct __aio_sigset {
2234         const sigset_t __user   *sigmask;
2235         size_t          sigsetsize;
2236 };
2237
2238 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2239                 aio_context_t, ctx_id,
2240                 long, min_nr,
2241                 long, nr,
2242                 struct io_event __user *, events,
2243                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2244                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2245 {
2246         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2247         struct timespec64       ts;
2248         bool interrupted;
2249         int ret;
2250
2251         if (timeout && unlikely(get_timespec64(&ts, timeout)))
2252                 return -EFAULT;
2253
2254         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2255                 return -EFAULT;
2256
2257         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2258         if (ret)
2259                 return ret;
2260
2261         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2262
2263         interrupted = signal_pending(current);
2264         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2265         if (interrupted && !ret)
2266                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2267
2268         return ret;
2269 }
2270
2271 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME) && !defined(CONFIG_64BIT)
2272
2273 SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time32,
2274                 aio_context_t, ctx_id,
2275                 long, min_nr,
2276                 long, nr,
2277                 struct io_event __user *, events,
2278                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2279                 const struct __aio_sigset __user *, usig)
2280 {
2281         struct __aio_sigset     ksig = { NULL, };
2282         struct timespec64       ts;
2283         bool interrupted;
2284         int ret;
2285
2286         if (timeout && unlikely(get_old_timespec32(&ts, timeout)))
2287                 return -EFAULT;
2288
2289         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2290                 return -EFAULT;
2291
2292
2293         ret = set_user_sigmask(ksig.sigmask, ksig.sigsetsize);
2294         if (ret)
2295                 return ret;
2296
2297         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &ts : NULL);
2298
2299         interrupted = signal_pending(current);
2300         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2301         if (interrupted && !ret)
2302                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2303
2304         return ret;
2305 }
2306
2307 #endif
2308
2309 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2310
2311 SYSCALL_DEFINE5(io_getevents_time32, __u32, ctx_id,
2312                 __s32, min_nr,
2313                 __s32, nr,
2314                 struct io_event __user *, events,
2315                 struct old_timespec32 __user *, timeout)
2316 {
2317         struct timespec64 t;
2318         int ret;
2319
2320         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2321                 return -EFAULT;
2322
2323         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2324         if (!ret && signal_pending(current))
2325                 ret = -EINTR;
2326         return ret;
2327 }
2328
2329 #endif
2330
2331 #ifdef CONFIG_COMPAT
2332
2333 struct __compat_aio_sigset {
2334         compat_uptr_t           sigmask;
2335         compat_size_t           sigsetsize;
2336 };
2337
2338 #if defined(CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME)
2339
2340 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents,
2341                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2342                 compat_long_t, min_nr,
2343                 compat_long_t, nr,
2344                 struct io_event __user *, events,
2345                 struct old_timespec32 __user *, timeout,
2346                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2347 {
2348         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2349         struct timespec64 t;
2350         bool interrupted;
2351         int ret;
2352
2353         if (timeout && get_old_timespec32(&t, timeout))
2354                 return -EFAULT;
2355
2356         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2357                 return -EFAULT;
2358
2359         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2360         if (ret)
2361                 return ret;
2362
2363         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2364
2365         interrupted = signal_pending(current);
2366         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2367         if (interrupted && !ret)
2368                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2369
2370         return ret;
2371 }
2372
2373 #endif
2374
2375 COMPAT_SYSCALL_DEFINE6(io_pgetevents_time64,
2376                 compat_aio_context_t, ctx_id,
2377                 compat_long_t, min_nr,
2378                 compat_long_t, nr,
2379                 struct io_event __user *, events,
2380                 struct __kernel_timespec __user *, timeout,
2381                 const struct __compat_aio_sigset __user *, usig)
2382 {
2383         struct __compat_aio_sigset ksig = { 0, };
2384         struct timespec64 t;
2385         bool interrupted;
2386         int ret;
2387
2388         if (timeout && get_timespec64(&t, timeout))
2389                 return -EFAULT;
2390
2391         if (usig && copy_from_user(&ksig, usig, sizeof(ksig)))
2392                 return -EFAULT;
2393
2394         ret = set_compat_user_sigmask(compat_ptr(ksig.sigmask), ksig.sigsetsize);
2395         if (ret)
2396                 return ret;
2397
2398         ret = do_io_getevents(ctx_id, min_nr, nr, events, timeout ? &t : NULL);
2399
2400         interrupted = signal_pending(current);
2401         restore_saved_sigmask_unless(interrupted);
2402         if (interrupted && !ret)
2403                 ret = -ERESTARTNOHAND;
2404
2405         return ret;
2406 }
2407 #endif