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