sys/kern/vfs_aio.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
  10  *    derived from this software without specific prior written permission.
  11  *
  12  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
  13  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
  14  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
  15  */
  16
  17 /*
  18  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
  19  */
  20
  21 #include <sys/cdefs.h>
  22 __FBSDID("$FreeBSD$");
  23
  24 #include "opt_compat.h"
  25
  26 #include <sys/param.h>
  27 #include <sys/systm.h>
  28 #include <sys/malloc.h>
  29 #include <sys/bio.h>
  30 #include <sys/buf.h>
  31 #include <sys/capability.h>
  32 #include <sys/eventhandler.h>
  33 #include <sys/sysproto.h>
  34 #include <sys/filedesc.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/kthread.h>
  38 #include <sys/fcntl.h>
  39 #include <sys/file.h>
  40 #include <sys/limits.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/unistd.h>
  44 #include <sys/posix4.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/resourcevar.h>
  47 #include <sys/signalvar.h>
  48 #include <sys/protosw.h>
  49 #include <sys/sema.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/socketvar.h>
  52 #include <sys/syscall.h>
  53 #include <sys/sysent.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/sx.h>
  56 #include <sys/taskqueue.h>
  57 #include <sys/vnode.h>
  58 #include <sys/conf.h>
  59 #include <sys/event.h>
  60 #include <sys/mount.h>
  61
  62 #include <machine/atomic.h>
  63
  64 #include <vm/vm.h>
  65 #include <vm/vm_extern.h>
  66 #include <vm/pmap.h>
  67 #include <vm/vm_map.h>
  68 #include <vm/vm_object.h>
  69 #include <vm/uma.h>
  70 #include <sys/aio.h>
  71
  72 #include "opt_vfs_aio.h"
  73
  74 /*
  75  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
  76  * overflow. (XXX will be removed soon.)
  77  */
  78 static u_long jobrefid;
  79
  80 /*
  81  * Counter for aio_fsync.
  82  */
  83 static uint64_t jobseqno;
  84
  85 #define JOBST_NULL              0
  86 #define JOBST_JOBQSOCK          1
  87 #define JOBST_JOBQGLOBAL        2
  88 #define JOBST_JOBRUNNING        3
  89 #define JOBST_JOBFINISHED       4
  90 #define JOBST_JOBQBUF           5
  91 #define JOBST_JOBQSYNC          6
  92
  93 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
  94 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
  95 #endif
  96
  97 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
  98 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  99 #endif
 100
 101 #ifndef MAX_AIO_PROCS
 102 #define MAX_AIO_PROCS           32
 103 #endif
 104
 105 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
 106 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
 107 #endif
 108
 109 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
 110 #define TARGET_AIO_PROCS        4
 111 #endif
 112
 113 #ifndef MAX_BUF_AIO
 114 #define MAX_BUF_AIO             16
 115 #endif
 116
 117 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
 118 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
 119 #endif
 120
 121 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
 122 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
 123 #endif
 124
 125 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
 126
 127 static MALLOC_DEFINE(M_LIO, "lio", "listio aio control block list");
 128
 129 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
 130
 131 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
 132 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
 133         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
 134         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
 135
 136 static int num_aio_procs = 0;
 137 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
 138         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
 139         "Number of presently active kernel threads for async IO");
 140
 141 /*
 142  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
 143  * number when it gets a chance.
 144  */
 145 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
 146 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
 147         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
 148
 149 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
 150 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
 151     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
 152
 153 static int num_queue_count = 0;
 154 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
 155     "Number of queued aio requests");
 156
 157 static int num_buf_aio = 0;
 158 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
 159     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
 160
 161 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
 162 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
 163 static int num_aio_resv_start = 0;
 164
 165 static int aiod_timeout;
 166 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
 167     "Timeout value for synchronous aio operations");
 168
 169 static int aiod_lifetime;
 170 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
 171     "Maximum lifetime for idle aiod");
 172
 173 static int unloadable = 0;
 174 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
 175     "Allow unload of aio (not recommended)");
 176
 177
 178 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
 179 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
 180     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
 181
 182 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
 183 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
 184     &max_aio_queue_per_proc, 0,
 185     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
 186
 187 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
 188 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
 189     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
 190
 191 typedef struct oaiocb {
 192         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
 193         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
 194         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
 195         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
 196         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
 197         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
 198         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
 199         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
 200 } oaiocb_t;
 201
 202 /*
 203  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
 204  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
 205  *
 206  * * - need not protected
 207  * a - locked by kaioinfo lock
 208  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
 209  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
 210  *     reused.
 211  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
 212  */
 213
 214 /*
 215  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
 216  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
 217  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
 218  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
 219  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
 220  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
 221  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
 222  * structure is not safe because there is race between userland and aio
 223  * daemons.
 224  */
 225
 226 struct aiocblist {
 227         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
 228         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
 229         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
 230         int     jobflags;               /* (a) job flags */
 231         int     jobstate;               /* (b) job state */
 232         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
 233         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
 234         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
 235                                          * buffer pointer
 236                                          */
 237         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
 238         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
 239         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
 240         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
 241         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
 242         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
 243         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
 244         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
 245         struct  task biotask;           /* (*) private to BIO backend */
 246         uint64_t seqno;                 /* (*) job number */
 247         int     pending;                /* (a) number of pending I/O, aio_fsync only */
 248 };
 249
 250 /* jobflags */
 251 #define AIOCBLIST_DONE          0x01
 252 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x02
 253 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
 254 #define AIOCBLIST_CHECKSYNC     0x08
 255
 256 /*
 257  * AIO process info
 258  */
 259 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
 260
 261 struct aiothreadlist {
 262         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
 263         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
 264         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
 265 };
 266
 267 /*
 268  * data-structure for lio signal management
 269  */
 270 struct aioliojob {
 271         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
 272         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
 273         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
 274         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
 275         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
 276         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
 277         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
 278 };
 279
 280 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
 281 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
 282 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
 283
 284 /*
 285  * per process aio data structure
 286  */
 287 struct kaioinfo {
 288         struct mtx      kaio_mtx;       /* the lock to protect this struct */
 289         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
 290         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
 291         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
 292         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
 293         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
 294         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
 295         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
 296         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
 297         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
 298         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
 299         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
 300         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
 301         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
 302                                                  *  NOT USED YET.
 303                                                  */
 304         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_syncqueue;  /* (a) queue for aio_fsync */
 305         struct  task    kaio_task;      /* (*) task to kick aio threads */
 306 };
 307
 308 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
 309 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
 310 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
 311 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
 312
 313 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
 314 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
 315
 316 /*
 317  * Operations used to interact with userland aio control blocks.
 318  * Different ABIs provide their own operations.
 319  */
 320 struct aiocb_ops {
 321         int     (*copyin)(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob);
 322         long    (*fetch_status)(struct aiocb *ujob);
 323         long    (*fetch_error)(struct aiocb *ujob);
 324         int     (*store_status)(struct aiocb *ujob, long status);
 325         int     (*store_error)(struct aiocb *ujob, long error);
 326         int     (*store_kernelinfo)(struct aiocb *ujob, long jobref);
 327         int     (*store_aiocb)(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob);
 328 };
 329
 330 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
 331 static struct sema aio_newproc_sem;
 332 static struct mtx aio_job_mtx;
 333 static struct mtx aio_sock_mtx;
 334 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
 335 static struct unrhdr *aiod_unr;
 336
 337 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
 338 static int      aio_onceonly(void);
 339 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
 340 static void     aio_process(struct aiocblist *aiocbe);
 341 static int      aio_newproc(int *);
 342 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
 343                         struct aioliojob *lio, int type, struct aiocb_ops *ops);
 344 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
 345 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
 346 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp);
 347 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
 348 static void     biohelper(void *, int);
 349 static void     aio_daemon(void *param);
 350 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
 351 static int      aio_unload(void);
 352 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
 353 #define DONE_BUF        1
 354 #define DONE_QUEUE      2
 355 static int      aio_kick(struct proc *userp);
 356 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
 357 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
 358 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
 359 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
 360 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
 361 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
 362 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
 363 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
 364
 365 /*
 366  * Zones for:
 367  *      kaio    Per process async io info
 368  *      aiop    async io thread data
 369  *      aiocb   async io jobs
 370  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
 371  *      aiolio  list io jobs
 372  */
 373 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
 374
 375 /* kqueue filters for aio */
 376 static struct filterops aio_filtops = {
 377         .f_isfd = 0,
 378         .f_attach = filt_aioattach,
 379         .f_detach = filt_aiodetach,
 380         .f_event = filt_aio,
 381 };
 382 static struct filterops lio_filtops = {
 383         .f_isfd = 0,
 384         .f_attach = filt_lioattach,
 385         .f_detach = filt_liodetach,
 386         .f_event = filt_lio
 387 };
 388
 389 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
 390
 391 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
 392
 393 /*
 394  * Main operations function for use as a kernel module.
 395  */
 396 static int
 397 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
 398 {
 399         int error = 0;
 400
 401         switch (cmd) {
 402         case MOD_LOAD:
 403                 aio_onceonly();
 404                 break;
 405         case MOD_UNLOAD:
 406                 error = aio_unload();
 407                 break;
 408         case MOD_SHUTDOWN:
 409                 break;
 410         default:
 411                 error = EINVAL;
 412                 break;
 413         }
 414         return (error);
 415 }
 416
 417 static moduledata_t aio_mod = {
 418         "aio",
 419         &aio_modload,
 420         NULL
 421 };
 422
 423 static struct syscall_helper_data aio_syscalls[] = {
 424         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_cancel),
 425         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_error),
 426         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_fsync),
 427         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_read),
 428         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_return),
 429         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_suspend),
 430         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_waitcomplete),
 431         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_write),
 432         SYSCALL_INIT_HELPER(lio_listio),
 433         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_read),
 434         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_write),
 435         SYSCALL_INIT_HELPER(olio_listio),
 436         SYSCALL_INIT_LAST
 437 };
 438
 439 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 440 #include <sys/mount.h>
 441 #include <sys/socket.h>
 442 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
 443 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
 444 #include <compat/freebsd32/freebsd32_signal.h>
 445 #include <compat/freebsd32/freebsd32_syscall.h>
 446 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
 447
 448 static struct syscall_helper_data aio32_syscalls[] = {
 449         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_return),
 450         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_suspend),
 451         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_cancel),
 452         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_error),
 453         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_fsync),
 454         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_read),
 455         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_write),
 456         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_waitcomplete),
 457         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_lio_listio),
 458         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_read),
 459         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_write),
 460         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_olio_listio),
 461         SYSCALL_INIT_LAST
 462 };
 463 #endif
 464
 465 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
 466         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
 467 MODULE_VERSION(aio, 1);
 468
 469 /*
 470  * Startup initialization
 471  */
 472 static int
 473 aio_onceonly(void)
 474 {
 475         int error;
 476
 477         /* XXX: should probably just use so->callback */
 478         aio_swake = &aio_swake_cb;
 479         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
 480             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 481         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec, NULL,
 482             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 483         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
 484         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
 485         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
 486         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
 487         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
 488         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
 489         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
 490         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
 491         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
 492             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 493         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
 494             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 495         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
 496             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 497         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
 498             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 499         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
 500             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 501         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
 502         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
 503         jobrefid = 1;
 504         async_io_version = _POSIX_VERSION;
 505         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
 506         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
 507         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
 508
 509         error = syscall_helper_register(aio_syscalls);
 510         if (error)
 511                 return (error);
 512 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 513         error = syscall32_helper_register(aio32_syscalls);
 514         if (error)
 515                 return (error);
 516 #endif
 517         return (0);
 518 }
 519
 520 /*
 521  * Callback for unload of AIO when used as a module.
 522  */
 523 static int
 524 aio_unload(void)
 525 {
 526         int error;
 527
 528         /*
 529          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
 530          * perhaps we could do it if locked out callers and then
 531          * did an aio_proc_rundown() on each process.
 532          *
 533          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
 534          * so I don't think that would fly.
 535          */
 536         if (!unloadable)
 537                 return (EOPNOTSUPP);
 538
 539 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 540         syscall32_helper_unregister(aio32_syscalls);
 541 #endif
 542         syscall_helper_unregister(aio_syscalls);
 543
 544         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
 545         if (error)
 546                 return error;
 547         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
 548         if (error)
 549                 return error;
 550         async_io_version = 0;
 551         aio_swake = NULL;
 552         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
 553         delete_unrhdr(aiod_unr);
 554         uma_zdestroy(kaio_zone);
 555         uma_zdestroy(aiop_zone);
 556         uma_zdestroy(aiocb_zone);
 557         uma_zdestroy(aiol_zone);
 558         uma_zdestroy(aiolio_zone);
 559         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
 560         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
 561         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
 562         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
 563         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
 564         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
 565         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
 566         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
 567         return (0);
 568 }
 569
 570 /*
 571  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
 572  * per-process for user limit (resource) management.
 573  */
 574 void
 575 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
 576 {
 577         struct kaioinfo *ki;
 578
 579         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
 580         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF);
 581         ki->kaio_flags = 0;
 582         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
 583         ki->kaio_active_count = 0;
 584         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
 585         ki->kaio_count = 0;
 586         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
 587         ki->kaio_buffer_count = 0;
 588         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
 589         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
 590         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
 591         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
 592         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
 593         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
 594         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
 595         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
 596         PROC_LOCK(p);
 597         if (p->p_aioinfo == NULL) {
 598                 p->p_aioinfo = ki;
 599                 PROC_UNLOCK(p);
 600         } else {
 601                 PROC_UNLOCK(p);
 602                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 603                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
 604         }
 605
 606         while (num_aio_procs < MIN(target_aio_procs, max_aio_procs))
 607                 aio_newproc(NULL);
 608 }
 609
 610 static int
 611 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
 612 {
 613         struct thread *td;
 614         int error;
 615
 616         error = sigev_findtd(p, sigev, &td);
 617         if (error)
 618                 return (error);
 619         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
 620                 ksiginfo_set_sigev(ksi, sigev);
 621                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
 622                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
 623                 tdsendsignal(p, td, ksi->ksi_signo, ksi);
 624         }
 625         PROC_UNLOCK(p);
 626         return (error);
 627 }
 628
 629 /*
 630  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
 631  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
 632  * restart the queue scan.
 633  */
 634 static int
 635 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
 636 {
 637         struct kaioinfo *ki;
 638         struct aioliojob *lj;
 639         struct proc *p;
 640
 641         p = aiocbe->userproc;
 642         MPASS(curproc == p);
 643         ki = p->p_aioinfo;
 644         MPASS(ki != NULL);
 645
 646         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 647         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
 648
 649         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
 650
 651         ki->kaio_count--;
 652         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
 653
 654         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 655         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
 656
 657         lj = aiocbe->lio;
 658         if (lj) {
 659                 lj->lioj_count--;
 660                 lj->lioj_finished_count--;
 661
 662                 if (lj->lioj_count == 0) {
 663                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 664                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
 665                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 666                         PROC_LOCK(p);
 667                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 668                         PROC_UNLOCK(p);
 669                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 670                 }
 671         }
 672
 673         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
 674         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
 675         PROC_LOCK(p);
 676         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
 677         PROC_UNLOCK(p);
 678
 679         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
 680         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
 681         AIO_UNLOCK(ki);
 682
 683         /*
 684          * The thread argument here is used to find the owning process
 685          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
 686          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
 687          * need a thread pointer from the process owning the job that is
 688          * persistent and won't disappear out from under us or move to
 689          * another process.
 690          *
 691          * Currently, all the callers of this function call it to remove
 692          * an aiocblist from the current process' job list either via a
 693          * syscall or due to the current process calling exit() or
 694          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
 695          * curthread can't exit since we are curthread.
 696          *
 697          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
 698          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
 699          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
 700          * at open time, but this is already true of file descriptors in
 701          * a multithreaded process.
 702          */
 703         fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
 704         crfree(aiocbe->cred);
 705         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
 706         AIO_LOCK(ki);
 707
 708         return (0);
 709 }
 710
 711 static void
 712 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp __unused)
 713 {
 714         aio_proc_rundown(arg, p);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * Rundown the jobs for a given process.
 719  */
 720 static void
 721 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
 722 {
 723         struct kaioinfo *ki;
 724         struct aioliojob *lj;
 725         struct aiocblist *cbe, *cbn;
 726         struct file *fp;
 727         struct socket *so;
 728         int remove;
 729
 730         KASSERT(curthread->td_proc == p,
 731             ("%s: called on non-curproc", __func__));
 732         ki = p->p_aioinfo;
 733         if (ki == NULL)
 734                 return;
 735
 736         AIO_LOCK(ki);
 737         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
 738
 739 restart:
 740
 741         /*
 742          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
 743          * aio_cancel on all pending I/O requests.
 744          */
 745         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
 746                 remove = 0;
 747                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
 748                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
 749                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
 750                         remove = 1;
 751                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
 752                         fp = cbe->fd_file;
 753                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
 754                         so = fp->f_data;
 755                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
 756                         remove = 1;
 757                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
 758                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
 759                         remove = 1;
 760                 }
 761                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 762
 763                 if (remove) {
 764                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 765                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
 766                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
 767                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
 768                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
 769                 }
 770         }
 771
 772         /* Wait for all running I/O to be finished */
 773         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
 774             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
 775                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
 776                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
 777                 goto restart;
 778         }
 779
 780         /* Free all completed I/O requests. */
 781         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
 782                 aio_free_entry(cbe);
 783
 784         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
 785                 if (lj->lioj_count == 0) {
 786                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 787                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 788                         PROC_LOCK(p);
 789                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 790                         PROC_UNLOCK(p);
 791                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 792                 } else {
 793                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
 794                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
 795                 }
 796         }
 797         AIO_UNLOCK(ki);
 798         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
 799         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 800         uma_zfree(kaio_zone, ki);
 801         p->p_aioinfo = NULL;
 802 }
 803
 804 /*
 805  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
 806  */
 807 static struct aiocblist *
 808 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
 809 {
 810         struct aiocblist *aiocbe;
 811         struct kaioinfo *ki;
 812         struct proc *userp;
 813
 814         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
 815         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
 816                 userp = aiocbe->userproc;
 817                 ki = userp->p_aioinfo;
 818
 819                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
 820                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 821                         /* Account for currently active jobs. */
 822                         ki->kaio_active_count++;
 823                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
 824                         break;
 825                 }
 826         }
 827         return (aiocbe);
 828 }
 829
 830 /*
 831  *  Move all data to a permanent storage device, this code
 832  *  simulates fsync syscall.
 833  */
 834 static int
 835 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp)
 836 {
 837         struct mount *mp;
 838         int vfslocked;
 839         int error;
 840
 841         vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 842         if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH)) != 0)
 843                 goto drop;
 844         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 845         if (vp->v_object != NULL) {
 846                 VM_OBJECT_LOCK(vp->v_object);
 847                 vm_object_page_clean(vp->v_object, 0, 0, 0);
 848                 VM_OBJECT_UNLOCK(vp->v_object);
 849         }
 850         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 851
 852         VOP_UNLOCK(vp, 0);
 853         vn_finished_write(mp);
 854 drop:
 855         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 856         return (error);
 857 }
 858
 859 /*
 860  * The AIO processing activity.  This is the code that does the I/O request for
 861  * the non-physio version of the operations.  The normal vn operations are used,
 862  * and this code should work in all instances for every type of file, including
 863  * pipes, sockets, fifos, and regular files.
 864  *
 865  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
 866  */
 867 static void
 868 aio_process(struct aiocblist *aiocbe)
 869 {
 870         struct ucred *td_savedcred;
 871         struct thread *td;
 872         struct aiocb *cb;
 873         struct file *fp;
 874         struct socket *so;
 875         struct uio auio;
 876         struct iovec aiov;
 877         int cnt;
 878         int error;
 879         int oublock_st, oublock_end;
 880         int inblock_st, inblock_end;
 881
 882         td = curthread;
 883         td_savedcred = td->td_ucred;
 884         td->td_ucred = aiocbe->cred;
 885         cb = &aiocbe->uaiocb;
 886         fp = aiocbe->fd_file;
 887
 888         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_SYNC) {
 889                 error = 0;
 890                 cnt = 0;
 891                 if (fp->f_vnode != NULL)
 892                         error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode);
 893                 cb->_aiocb_private.error = error;
 894                 cb->_aiocb_private.status = 0;
 895                 td->td_ucred = td_savedcred;
 896                 return;
 897         }
 898
 899         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
 900         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
 901
 902         auio.uio_iov = &aiov;
 903         auio.uio_iovcnt = 1;
 904         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
 905         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
 906         cnt = cb->aio_nbytes;
 907         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
 908         auio.uio_td = td;
 909
 910         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
 911         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
 912         /*
 913          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
 914          * released in aio_free_entry().
 915          */
 916         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
 917                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 918                 if (auio.uio_resid == 0)
 919                         error = 0;
 920                 else
 921                         error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 922         } else {
 923                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
 924                         bwillwrite();
 925                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 926                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 927         }
 928         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
 929         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
 930
 931         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
 932         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
 933
 934         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
 935                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
 936                         error = 0;
 937                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
 938                         int sigpipe = 1;
 939                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
 940                                 so = fp->f_data;
 941                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
 942                                         sigpipe = 0;
 943                         }
 944                         if (sigpipe) {
 945                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
 946                                 kern_psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
 947                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
 948                         }
 949                 }
 950         }
 951
 952         cnt -= auio.uio_resid;
 953         cb->_aiocb_private.error = error;
 954         cb->_aiocb_private.status = cnt;
 955         td->td_ucred = td_savedcred;
 956 }
 957
 958 static void
 959 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
 960 {
 961         struct aioliojob *lj;
 962         struct kaioinfo *ki;
 963         struct aiocblist *scb, *scbn;
 964         int lj_done;
 965
 966         ki = userp->p_aioinfo;
 967         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 968         lj = aiocbe->lio;
 969         lj_done = 0;
 970         if (lj) {
 971                 lj->lioj_finished_count++;
 972                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
 973                         lj_done = 1;
 974         }
 975         if (type == DONE_QUEUE) {
 976                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
 977         } else {
 978                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
 979         }
 980         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 981         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 982
 983         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
 984                 goto notification_done;
 985
 986         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 987             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
 988                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
 989
 990         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
 991
 992         if (lj_done) {
 993                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
 994                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
 995                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
 996                 }
 997                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
 998                     == LIOJ_SIGNAL
 999                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1000                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
1001                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
1002                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
1003                 }
1004         }
1005
1006 notification_done:
1007         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_CHECKSYNC) {
1008                 TAILQ_FOREACH_SAFE(scb, &ki->kaio_syncqueue, list, scbn) {
1009                         if (aiocbe->fd_file == scb->fd_file &&
1010                             aiocbe->seqno < scb->seqno) {
1011                                 if (--scb->pending == 0) {
1012                                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1013                                         scb->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1014                                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, scb, list);
1015                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, scb, list);
1016                                         aio_kick_nowait(userp);
1017                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1018                                 }
1019                         }
1020                 }
1021         }
1022         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
1023                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
1024                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
1025         }
1026 }
1027
1028 /*
1029  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process,
1030  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
1031  */
1032 static void
1033 aio_daemon(void *_id)
1034 {
1035         struct aiocblist *aiocbe;
1036         struct aiothreadlist *aiop;
1037         struct kaioinfo *ki;
1038         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
1039         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
1040         struct thread *td = curthread;
1041         int id = (intptr_t)_id;
1042
1043         /*
1044          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
1045          */
1046         mycp = td->td_proc;
1047         myvm = mycp->p_vmspace;
1048
1049         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
1050
1051         /*
1052          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
1053          * per daemon.
1054          */
1055         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
1056         aiop->aiothread = td;
1057         aiop->aiothreadflags = 0;
1058
1059         /* The daemon resides in its own pgrp. */
1060         sys_setsid(td, NULL);
1061
1062         /*
1063          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
1064          * and creating too many daemons.)
1065          */
1066         sema_post(&aio_newproc_sem);
1067
1068         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1069         for (;;) {
1070                 /*
1071                  * curcp is the current daemon process context.
1072                  * userp is the current user process context.
1073                  */
1074                 curcp = mycp;
1075
1076                 /*
1077                  * Take daemon off of free queue
1078                  */
1079                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
1080                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1081                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1082                 }
1083
1084                 /*
1085                  * Check for jobs.
1086                  */
1087                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1088                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1089                         userp = aiocbe->userproc;
1090
1091                         /*
1092                          * Connect to process address space for user program.
1093                          */
1094                         if (userp != curcp) {
1095                                 /*
1096                                  * Save the current address space that we are
1097                                  * connected to.
1098                                  */
1099                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
1100
1101                                 /*
1102                                  * Point to the new user address space, and
1103                                  * refer to it.
1104                                  */
1105                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
1106                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
1107
1108                                 /* Activate the new mapping. */
1109                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1110
1111                                 /*
1112                                  * If the old address space wasn't the daemons
1113                                  * own address space, then we need to remove the
1114                                  * daemon's reference from the other process
1115                                  * that it was acting on behalf of.
1116                                  */
1117                                 if (tmpvm != myvm) {
1118                                         vmspace_free(tmpvm);
1119                                 }
1120                                 curcp = userp;
1121                         }
1122
1123                         ki = userp->p_aioinfo;
1124
1125                         /* Do the I/O function. */
1126                         aio_process(aiocbe);
1127
1128                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1129                         /* Decrement the active job count. */
1130                         ki->kaio_active_count--;
1131                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1132
1133                         AIO_LOCK(ki);
1134                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1135                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
1136                         AIO_UNLOCK(ki);
1137
1138                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1139                 }
1140
1141                 /*
1142                  * Disconnect from user address space.
1143                  */
1144                 if (curcp != mycp) {
1145
1146                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1147
1148                         /* Get the user address space to disconnect from. */
1149                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
1150
1151                         /* Get original address space for daemon. */
1152                         mycp->p_vmspace = myvm;
1153
1154                         /* Activate the daemon's address space. */
1155                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1156 #ifdef DIAGNOSTIC
1157                         if (tmpvm == myvm) {
1158                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
1159                                     mycp->p_pid);
1160                         }
1161 #endif
1162                         /* Remove our vmspace reference. */
1163                         vmspace_free(tmpvm);
1164
1165                         curcp = mycp;
1166
1167                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1168                         /*
1169                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1170                          * no job can be selected, that should be
1171                          * curcp == mycp.
1172                          */
1173                         continue;
1174                 }
1175
1176                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1177
1178                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1179                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1180
1181                 /*
1182                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1183                  * thereby freeing resources.
1184                  */
1185                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1186                     aiod_lifetime)) {
1187                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1188                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1189                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1190                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1191                                         num_aio_procs--;
1192                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1193                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1194                                         free_unr(aiod_unr, id);
1195 #ifdef DIAGNOSTIC
1196                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1197                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1198                                                     " exiting daemon: %d\n",
1199                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1200                                         }
1201 #endif
1202                                         kproc_exit(0);
1203                                 }
1204                         }
1205                 }
1206         }
1207         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1208         panic("shouldn't be here\n");
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1213  * AIO daemon modifies its environment itself.
1214  */
1215 static int
1216 aio_newproc(int *start)
1217 {
1218         int error;
1219         struct proc *p;
1220         int id;
1221
1222         id = alloc_unr(aiod_unr);
1223         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1224                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1225         if (error == 0) {
1226                 /*
1227                  * Wait until daemon is started.
1228                  */
1229                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1230                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1231                 num_aio_procs++;
1232                 if (start != NULL)
1233                         (*start)--;
1234                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1235         } else {
1236                 free_unr(aiod_unr, id);
1237         }
1238         return (error);
1239 }
1240
1241 /*
1242  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1243  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1244  * thus has very low overhead.
1245  *
1246  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1247  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1248  * duration of this call.
1249  */
1250 static int
1251 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1252 {
1253         struct aiocb *cb;
1254         struct file *fp;
1255         struct buf *bp;
1256         struct vnode *vp;
1257         struct kaioinfo *ki;
1258         struct aioliojob *lj;
1259         int error;
1260
1261         cb = &aiocbe->uaiocb;
1262         fp = aiocbe->fd_file;
1263
1264         if (fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1265                 return (-1);
1266
1267         vp = fp->f_vnode;
1268
1269         /*
1270          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1271          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1272          * way when you're talking to a regular file.
1273          */
1274         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1275                 if (error == ENOTBLK)
1276                         return (-1);
1277                 else
1278                         return (error);
1279         }
1280
1281         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1282                 return (-1);
1283
1284         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1285                 return (-1);
1286
1287         if (cb->aio_nbytes > vp->v_rdev->si_iosize_max)
1288                 return (-1);
1289
1290         if (cb->aio_nbytes >
1291             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1292                 return (-1);
1293
1294         ki = p->p_aioinfo;
1295         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1296                 return (-1);
1297
1298         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1299         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1300         BUF_KERNPROC(bp);
1301
1302         AIO_LOCK(ki);
1303         ki->kaio_count++;
1304         ki->kaio_buffer_count++;
1305         lj = aiocbe->lio;
1306         if (lj)
1307                 lj->lioj_count++;
1308         AIO_UNLOCK(ki);
1309
1310         /*
1311          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1312          */
1313         error = 0;
1314
1315         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1316         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1317         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1318         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1319         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1320         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1321         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1322         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1323         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1324
1325         /*
1326          * Bring buffer into kernel space.
1327          */
1328         if (vmapbuf(bp) < 0) {
1329                 error = EFAULT;
1330                 goto doerror;
1331         }
1332
1333         AIO_LOCK(ki);
1334         aiocbe->bp = bp;
1335         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1336         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1337         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1338         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1339         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1340         AIO_UNLOCK(ki);
1341
1342         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1343         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1344
1345         bp->b_error = 0;
1346
1347         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1348
1349         /* Perform transfer. */
1350         dev_strategy(vp->v_rdev, bp);
1351         return (0);
1352
1353 doerror:
1354         AIO_LOCK(ki);
1355         ki->kaio_count--;
1356         ki->kaio_buffer_count--;
1357         if (lj)
1358                 lj->lioj_count--;
1359         aiocbe->bp = NULL;
1360         AIO_UNLOCK(ki);
1361         relpbuf(bp, NULL);
1362         return (error);
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1367  */
1368 static void
1369 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1370 {
1371         struct aiocblist *cb, *cbn;
1372         int opcode;
1373
1374         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(sb);
1375         if (sb == &so->so_snd)
1376                 opcode = LIO_WRITE;
1377         else
1378                 opcode = LIO_READ;
1379
1380         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1381         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1382         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1383                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1384                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1385                                 panic("invalid queue value");
1386                         /* XXX
1387                          * We don't have actual sockets backend yet,
1388                          * so we simply move the requests to the generic
1389                          * file I/O backend.
1390                          */
1391                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1392                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1393                         aio_kick_nowait(cb->userproc);
1394                 }
1395         }
1396         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1397 }
1398
1399 static int
1400 convert_old_sigevent(struct osigevent *osig, struct sigevent *nsig)
1401 {
1402
1403         /*
1404          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
1405          * supported by AIO with the old sigevent structure.
1406          */
1407         nsig->sigev_notify = osig->sigev_notify;
1408         switch (nsig->sigev_notify) {
1409         case SIGEV_NONE:
1410                 break;
1411         case SIGEV_SIGNAL:
1412                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
1413                 break;
1414         case SIGEV_KEVENT:
1415                 nsig->sigev_notify_kqueue =
1416                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
1417                 nsig->sigev_value.sival_ptr = osig->sigev_value.sival_ptr;
1418                 break;
1419         default:
1420                 return (EINVAL);
1421         }
1422         return (0);
1423 }
1424
1425 static int
1426 aiocb_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1427 {
1428         struct oaiocb *ojob;
1429         int error;
1430
1431         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
1432         error = copyin(ujob, kjob, sizeof(struct oaiocb));
1433         if (error)
1434                 return (error);
1435         ojob = (struct oaiocb *)kjob;
1436         return (convert_old_sigevent(&ojob->aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
1437 }
1438
1439 static int
1440 aiocb_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1441 {
1442
1443         return (copyin(ujob, kjob, sizeof(struct aiocb)));
1444 }
1445
1446 static long
1447 aiocb_fetch_status(struct aiocb *ujob)
1448 {
1449
1450         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.status));
1451 }
1452
1453 static long
1454 aiocb_fetch_error(struct aiocb *ujob)
1455 {
1456
1457         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.error));
1458 }
1459
1460 static int
1461 aiocb_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
1462 {
1463
1464         return (suword(&ujob->_aiocb_private.status, status));
1465 }
1466
1467 static int
1468 aiocb_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
1469 {
1470
1471         return (suword(&ujob->_aiocb_private.error, error));
1472 }
1473
1474 static int
1475 aiocb_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
1476 {
1477
1478         return (suword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
1479 }
1480
1481 static int
1482 aiocb_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
1483 {
1484
1485         return (suword(ujobp, (long)ujob));
1486 }
1487
1488 static struct aiocb_ops aiocb_ops = {
1489         .copyin = aiocb_copyin,
1490         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1491         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1492         .store_status = aiocb_store_status,
1493         .store_error = aiocb_store_error,
1494         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1495         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1496 };
1497
1498 static struct aiocb_ops aiocb_ops_osigevent = {
1499         .copyin = aiocb_copyin_old_sigevent,
1500         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1501         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1502         .store_status = aiocb_store_status,
1503         .store_error = aiocb_store_error,
1504         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1505         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1506 };
1507
1508 /*
1509  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1510  * technique is done in this code.
1511  */
1512 int
1513 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1514         int type, struct aiocb_ops *ops)
1515 {
1516         struct proc *p = td->td_proc;
1517         struct file *fp;
1518         struct socket *so;
1519         struct aiocblist *aiocbe, *cb;
1520         struct kaioinfo *ki;
1521         struct kevent kev;
1522         struct sockbuf *sb;
1523         int opcode;
1524         int error;
1525         int fd, kqfd;
1526         int jid;
1527
1528         if (p->p_aioinfo == NULL)
1529                 aio_init_aioinfo(p);
1530
1531         ki = p->p_aioinfo;
1532
1533         ops->store_status(job, -1);
1534         ops->store_error(job, 0);
1535         ops->store_kernelinfo(job, -1);
1536
1537         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1538             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1539                 ops->store_error(job, EAGAIN);
1540                 return (EAGAIN);
1541         }
1542
1543         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1544         aiocbe->inputcharge = 0;
1545         aiocbe->outputcharge = 0;
1546         knlist_init_mtx(&aiocbe->klist, AIO_MTX(ki));
1547
1548         error = ops->copyin(job, &aiocbe->uaiocb);
1549         if (error) {
1550                 ops->store_error(job, error);
1551                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1552                 return (error);
1553         }
1554
1555         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1556             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1557             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1558             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1559                 ops->store_error(job, EINVAL);
1560                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1561                 return (EINVAL);
1562         }
1563
1564         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1565              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1566                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1567                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1568                 return (EINVAL);
1569         }
1570
1571         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1572
1573         /* Save userspace address of the job info. */
1574         aiocbe->uuaiocb = job;
1575
1576         /* Get the opcode. */
1577         if (type != LIO_NOP)
1578                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1579         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1580
1581         /*
1582          * Validate the opcode and fetch the file object for the specified
1583          * file descriptor.
1584          *
1585          * XXXRW: Moved the opcode validation up here so that we don't
1586          * retrieve a file descriptor without knowing what the capabiltity
1587          * should be.
1588          */
1589         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1590         switch (opcode) {
1591         case LIO_WRITE:
1592                 error = fget_write(td, fd, CAP_WRITE | CAP_SEEK, &fp);
1593                 break;
1594         case LIO_READ:
1595                 error = fget_read(td, fd, CAP_READ | CAP_SEEK, &fp);
1596                 break;
1597         case LIO_SYNC:
1598                 error = fget(td, fd, CAP_FSYNC, &fp);
1599                 break;
1600         case LIO_NOP:
1601                 error = fget(td, fd, 0, &fp);
1602                 break;
1603         default:
1604                 error = EINVAL;
1605         }
1606         if (error) {
1607                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1608                 ops->store_error(job, error);
1609                 return (error);
1610         }
1611
1612         if (opcode == LIO_SYNC && fp->f_vnode == NULL) {
1613                 error = EINVAL;
1614                 goto aqueue_fail;
1615         }
1616
1617         if (opcode != LIO_SYNC && aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1618                 error = EINVAL;
1619                 goto aqueue_fail;
1620         }
1621
1622         aiocbe->fd_file = fp;
1623
1624         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1625         jid = jobrefid++;
1626         aiocbe->seqno = jobseqno++;
1627         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1628         error = ops->store_kernelinfo(job, jid);
1629         if (error) {
1630                 error = EINVAL;
1631                 goto aqueue_fail;
1632         }
1633         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1634
1635         if (opcode == LIO_NOP) {
1636                 fdrop(fp, td);
1637                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1638                 return (0);
1639         }
1640
1641         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1642                 goto no_kqueue;
1643         kqfd = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1644         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1645         kev.filter = EVFILT_AIO;
1646         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
1647         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1648         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1649         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, 1);
1650 aqueue_fail:
1651         if (error) {
1652                 fdrop(fp, td);
1653                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1654                 ops->store_error(job, error);
1655                 goto done;
1656         }
1657 no_kqueue:
1658
1659         ops->store_error(job, EINPROGRESS);
1660         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1661         aiocbe->userproc = p;
1662         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1663         aiocbe->jobflags = 0;
1664         aiocbe->lio = lj;
1665
1666         if (opcode == LIO_SYNC)
1667                 goto queueit;
1668
1669         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1670                 /*
1671                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1672                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1673                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1674                  * operation).
1675                  *
1676                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1677                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1678                  * happens.
1679                  *
1680                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1681                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1682                  */
1683                 so = fp->f_data;
1684                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1685                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1686                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1687                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1688                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1689
1690                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1691                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1692                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1693
1694                         AIO_LOCK(ki);
1695                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1696                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1697                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1698                         ki->kaio_count++;
1699                         if (lj)
1700                                 lj->lioj_count++;
1701                         AIO_UNLOCK(ki);
1702                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1703                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1704                         error = 0;
1705                         goto done;
1706                 }
1707                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1708         }
1709
1710         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1711                 goto done;
1712 #if 0
1713         if (error > 0) {
1714                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1715                 ops->store_error(job, error);
1716                 goto done;
1717         }
1718 #endif
1719 queueit:
1720         /* No buffer for daemon I/O. */
1721         aiocbe->bp = NULL;
1722         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1723
1724         AIO_LOCK(ki);
1725         ki->kaio_count++;
1726         if (lj)
1727                 lj->lioj_count++;
1728         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1729         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1730         if (opcode == LIO_SYNC) {
1731                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1732                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1733                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1734                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1735                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1736                                 aiocbe->pending++;
1737                         }
1738                 }
1739                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufqueue, plist) {
1740                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1741                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1742                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1743                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1744                                 aiocbe->pending++;
1745                         }
1746                 }
1747                 if (aiocbe->pending != 0) {
1748                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, aiocbe, list);
1749                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSYNC;
1750                         AIO_UNLOCK(ki);
1751                         goto done;
1752                 }
1753         }
1754         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1755         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1756         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1757         aio_kick_nowait(p);
1758         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1759         AIO_UNLOCK(ki);
1760         error = 0;
1761 done:
1762         return (error);
1763 }
1764
1765 static void
1766 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1767 {
1768         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1769         struct aiothreadlist *aiop;
1770
1771         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1772         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1773                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1774                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1775                 wakeup(aiop->aiothread);
1776         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1777             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1778             ki->kaio_maxactive_count)) {
1779                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
1780         }
1781 }
1782
1783 static int
1784 aio_kick(struct proc *userp)
1785 {
1786         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1787         struct aiothreadlist *aiop;
1788         int error, ret = 0;
1789
1790         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1791 retryproc:
1792         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1793                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1794                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1795                 wakeup(aiop->aiothread);
1796         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1797             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1798             ki->kaio_maxactive_count)) {
1799                 num_aio_resv_start++;
1800                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1801                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1802                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1803                 if (error) {
1804                         num_aio_resv_start--;
1805                         goto retryproc;
1806                 }
1807         } else {
1808                 ret = -1;
1809         }
1810         return (ret);
1811 }
1812
1813 static void
1814 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1815 {
1816         struct proc *userp = context;
1817
1818         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1819         while (--pending >= 0) {
1820                 if (aio_kick(userp))
1821                         break;
1822         }
1823         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1824 }
1825
1826 /*
1827  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1828  * released.
1829  */
1830 static int
1831 kern_aio_return(struct thread *td, struct aiocb *uaiocb, struct aiocb_ops *ops)
1832 {
1833         struct proc *p = td->td_proc;
1834         struct aiocblist *cb;
1835         struct kaioinfo *ki;
1836         int status, error;
1837
1838         ki = p->p_aioinfo;
1839         if (ki == NULL)
1840                 return (EINVAL);
1841         AIO_LOCK(ki);
1842         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1843                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1844                         break;
1845         }
1846         if (cb != NULL) {
1847                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1848                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1849                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1850                 td->td_retval[0] = status;
1851                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1852                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
1853                         cb->outputcharge = 0;
1854                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1855                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1856                         cb->inputcharge = 0;
1857                 }
1858                 aio_free_entry(cb);
1859                 AIO_UNLOCK(ki);
1860                 ops->store_error(uaiocb, error);
1861                 ops->store_status(uaiocb, status);
1862         } else {
1863                 error = EINVAL;
1864                 AIO_UNLOCK(ki);
1865         }
1866         return (error);
1867 }
1868
1869 int
1870 sys_aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1871 {
1872
1873         return (kern_aio_return(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1878  */
1879 static int
1880 kern_aio_suspend(struct thread *td, int njoblist, struct aiocb **ujoblist,
1881     struct timespec *ts)
1882 {
1883         struct proc *p = td->td_proc;
1884         struct timeval atv;
1885         struct kaioinfo *ki;
1886         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1887         int error, i, timo;
1888
1889         timo = 0;
1890         if (ts) {
1891                 if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= 1000000000)
1892                         return (EINVAL);
1893
1894                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
1895                 if (itimerfix(&atv))
1896                         return (EINVAL);
1897                 timo = tvtohz(&atv);
1898         }
1899
1900         ki = p->p_aioinfo;
1901         if (ki == NULL)
1902                 return (EAGAIN);
1903
1904         if (njoblist == 0)
1905                 return (0);
1906
1907         AIO_LOCK(ki);
1908         for (;;) {
1909                 cbfirst = NULL;
1910                 error = 0;
1911                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1912                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1913                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1914                                         if (cbfirst == NULL)
1915                                                 cbfirst = cb;
1916                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1917                                                 goto RETURN;
1918                                 }
1919                         }
1920                 }
1921                 /* All tasks were finished. */
1922                 if (cbfirst == NULL)
1923                         break;
1924
1925                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1926                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
1927                     "aiospn", timo);
1928                 if (error == ERESTART)
1929                         error = EINTR;
1930                 if (error)
1931                         break;
1932         }
1933 RETURN:
1934         AIO_UNLOCK(ki);
1935         return (error);
1936 }
1937
1938 int
1939 sys_aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
1940 {
1941         struct timespec ts, *tsp;
1942         struct aiocb **ujoblist;
1943         int error;
1944
1945         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
1946                 return (EINVAL);
1947
1948         if (uap->timeout) {
1949                 /* Get timespec struct. */
1950                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
1951                         return (error);
1952                 tsp = &ts;
1953         } else
1954                 tsp = NULL;
1955
1956         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1957         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist, uap->nent * sizeof(ujoblist[0]));
1958         if (error == 0)
1959                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
1960         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1961         return (error);
1962 }
1963
1964 /*
1965  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
1966  * progress.
1967  */
1968 int
1969 sys_aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
1970 {
1971         struct proc *p = td->td_proc;
1972         struct kaioinfo *ki;
1973         struct aiocblist *cbe, *cbn;
1974         struct file *fp;
1975         struct socket *so;
1976         int error;
1977         int remove;
1978         int cancelled = 0;
1979         int notcancelled = 0;
1980         struct vnode *vp;
1981
1982         /* Lookup file object. */
1983         error = fget(td, uap->fd, 0, &fp);
1984         if (error)
1985                 return (error);
1986
1987         ki = p->p_aioinfo;
1988         if (ki == NULL)
1989                 goto done;
1990
1991         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1992                 vp = fp->f_vnode;
1993                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
1994                         fdrop(fp, td);
1995                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1996                         return (0);
1997                 }
1998         }
1999
2000         AIO_LOCK(ki);
2001         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
2002                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
2003                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
2004                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
2005                         remove = 0;
2006
2007                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
2008                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
2009                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
2010                                 remove = 1;
2011                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
2012                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
2013                                 so = fp->f_data;
2014                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
2015                                 remove = 1;
2016                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
2017                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
2018                                 remove = 1;
2019                         }
2020                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
2021
2022                         if (remove) {
2023                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
2024                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
2025                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
2026                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
2027                                 cancelled++;
2028                         } else {
2029                                 notcancelled++;
2030                         }
2031                         if (uap->aiocbp != NULL)
2032                                 break;
2033                 }
2034         }
2035         AIO_UNLOCK(ki);
2036
2037 done:
2038         fdrop(fp, td);
2039
2040         if (uap->aiocbp != NULL) {
2041                 if (cancelled) {
2042                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2043                         return (0);
2044                 }
2045         }
2046
2047         if (notcancelled) {
2048                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2049                 return (0);
2050         }
2051
2052         if (cancelled) {
2053                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2054                 return (0);
2055         }
2056
2057         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
2058
2059         return (0);
2060 }
2061
2062 /*
2063  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
2064  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
2065  * a userland subroutine.
2066  */
2067 static int
2068 kern_aio_error(struct thread *td, struct aiocb *aiocbp, struct aiocb_ops *ops)
2069 {
2070         struct proc *p = td->td_proc;
2071         struct aiocblist *cb;
2072         struct kaioinfo *ki;
2073         int status;
2074
2075         ki = p->p_aioinfo;
2076         if (ki == NULL) {
2077                 td->td_retval[0] = EINVAL;
2078                 return (0);
2079         }
2080
2081         AIO_LOCK(ki);
2082         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
2083                 if (cb->uuaiocb == aiocbp) {
2084                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
2085                                 td->td_retval[0] =
2086                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2087                         else
2088                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
2089                         AIO_UNLOCK(ki);
2090                         return (0);
2091                 }
2092         }
2093         AIO_UNLOCK(ki);
2094
2095         /*
2096          * Hack for failure of aio_aqueue.
2097          */
2098         status = ops->fetch_status(aiocbp);
2099         if (status == -1) {
2100                 td->td_retval[0] = ops->fetch_error(aiocbp);
2101                 return (0);
2102         }
2103
2104         td->td_retval[0] = EINVAL;
2105         return (0);
2106 }
2107
2108 int
2109 sys_aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
2110 {
2111
2112         return (kern_aio_error(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2113 }
2114
2115 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
2116 int
2117 sys_oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
2118 {
2119
2120         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2121             &aiocb_ops_osigevent));
2122 }
2123
2124 int
2125 sys_aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
2126 {
2127
2128         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, &aiocb_ops));
2129 }
2130
2131 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
2132 int
2133 sys_oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
2134 {
2135
2136         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2137             &aiocb_ops_osigevent));
2138 }
2139
2140 int
2141 sys_aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
2142 {
2143
2144         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, &aiocb_ops));
2145 }
2146
2147 static int
2148 kern_lio_listio(struct thread *td, int mode, struct aiocb * const *uacb_list,
2149     struct aiocb **acb_list, int nent, struct sigevent *sig,
2150     struct aiocb_ops *ops)
2151 {
2152         struct proc *p = td->td_proc;
2153         struct aiocb *iocb;
2154         struct kaioinfo *ki;
2155         struct aioliojob *lj;
2156         struct kevent kev;
2157         int error;
2158         int nerror;
2159         int i;
2160
2161         if ((mode != LIO_NOWAIT) && (mode != LIO_WAIT))
2162                 return (EINVAL);
2163
2164         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2165                 return (EINVAL);
2166
2167         if (p->p_aioinfo == NULL)
2168                 aio_init_aioinfo(p);
2169
2170         ki = p->p_aioinfo;
2171
2172         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
2173         lj->lioj_flags = 0;
2174         lj->lioj_count = 0;
2175         lj->lioj_finished_count = 0;
2176         knlist_init_mtx(&lj->klist, AIO_MTX(ki));
2177         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
2178
2179         /*
2180          * Setup signal.
2181          */
2182         if (sig && (mode == LIO_NOWAIT)) {
2183                 bcopy(sig, &lj->lioj_signal, sizeof(lj->lioj_signal));
2184                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2185                         /* Assume only new style KEVENT */
2186                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2187                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2188                         kev.ident = (uintptr_t)uacb_list; /* something unique */
2189                         kev.data = (intptr_t)lj;
2190                         /* pass user defined sigval data */
2191                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2192                         error = kqfd_register(
2193                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td, 1);
2194                         if (error) {
2195                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2196                                 return (error);
2197                         }
2198                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2199                         ;
2200                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2201                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2202                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2203                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2204                                         return EINVAL;
2205                                 }
2206                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2207                 } else {
2208                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2209                         return EINVAL;
2210                 }
2211         }
2212
2213         AIO_LOCK(ki);
2214         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2215         /*
2216          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2217          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2218          * and prevent event from being sent until we have queued
2219          * all tasks.
2220          */
2221         lj->lioj_count = 1;
2222         AIO_UNLOCK(ki);
2223
2224         /*
2225          * Get pointers to the list of I/O requests.
2226          */
2227         nerror = 0;
2228         for (i = 0; i < nent; i++) {
2229                 iocb = acb_list[i];
2230                 if (iocb != NULL) {
2231                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, ops);
2232                         if (error != 0)
2233                                 nerror++;
2234                 }
2235         }
2236
2237         error = 0;
2238         AIO_LOCK(ki);
2239         if (mode == LIO_WAIT) {
2240                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2241                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2242                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2243                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2244                         if (error == ERESTART)
2245                                 error = EINTR;
2246                         if (error)
2247                                 break;
2248                 }
2249         } else {
2250                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2251                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2252                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2253                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2254                         }
2255                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
2256                             == LIOJ_SIGNAL
2257                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2258                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2259                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
2260                                             &lj->lioj_ksi);
2261                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2262                         }
2263                 }
2264         }
2265         lj->lioj_count--;
2266         if (lj->lioj_count == 0) {
2267                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2268                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2269                 PROC_LOCK(p);
2270                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2271                 PROC_UNLOCK(p);
2272                 AIO_UNLOCK(ki);
2273                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2274         } else
2275                 AIO_UNLOCK(ki);
2276
2277         if (nerror)
2278                 return (EIO);
2279         return (error);
2280 }
2281
2282 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2283 int
2284 sys_olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
2285 {
2286         struct aiocb **acb_list;
2287         struct sigevent *sigp, sig;
2288         struct osigevent osig;
2289         int error, nent;
2290
2291         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2292                 return (EINVAL);
2293
2294         nent = uap->nent;
2295         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2296                 return (EINVAL);
2297
2298         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2299                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2300                 if (error)
2301                         return (error);
2302                 error = convert_old_sigevent(&osig, &sig);
2303                 if (error)
2304                         return (error);
2305                 sigp = &sig;
2306         } else
2307                 sigp = NULL;
2308
2309         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2310         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2311         if (error == 0)
2312                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2313                     (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2314                     &aiocb_ops_osigevent);
2315         free(acb_list, M_LIO);
2316         return (error);
2317 }
2318
2319 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2320 int
2321 sys_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
2322 {
2323         struct aiocb **acb_list;
2324         struct sigevent *sigp, sig;
2325         int error, nent;
2326
2327         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2328                 return (EINVAL);
2329
2330         nent = uap->nent;
2331         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2332                 return (EINVAL);
2333
2334         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2335                 error = copyin(uap->sig, &sig, sizeof(sig));
2336                 if (error)
2337                         return (error);
2338                 sigp = &sig;
2339         } else
2340                 sigp = NULL;
2341
2342         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2343         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2344         if (error == 0)
2345                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode, uap->acb_list, acb_list,
2346                     nent, sigp, &aiocb_ops);
2347         free(acb_list, M_LIO);
2348         return (error);
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
2353  * as possible, so we schedule a biohelper task.
2354  */
2355 static void
2356 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2357 {
2358         struct aiocblist *aiocbe;
2359
2360         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2361         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
2362 }
2363
2364 /*
2365  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2366  */
2367 static void
2368 biohelper(void *context, int pending)
2369 {
2370         struct aiocblist *aiocbe = context;
2371         struct buf *bp;
2372         struct proc *userp;
2373         struct kaioinfo *ki;
2374         int nblks;
2375
2376         bp = aiocbe->bp;
2377         userp = aiocbe->userproc;
2378         ki = userp->p_aioinfo;
2379         AIO_LOCK(ki);
2380         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2381         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2382         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2383                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2384         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2385         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2386                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2387         else
2388                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2389         aiocbe->bp = NULL;
2390         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2391         ki->kaio_buffer_count--;
2392         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2393         AIO_UNLOCK(ki);
2394
2395         /* Release mapping into kernel space. */
2396         vunmapbuf(bp);
2397         relpbuf(bp, NULL);
2398         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2399 }
2400
2401 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2402 static int
2403 kern_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aiocb **aiocbp,
2404     struct timespec *ts, struct aiocb_ops *ops)
2405 {
2406         struct proc *p = td->td_proc;
2407         struct timeval atv;
2408         struct kaioinfo *ki;
2409         struct aiocblist *cb;
2410         struct aiocb *uuaiocb;
2411         int error, status, timo;
2412
2413         ops->store_aiocb(aiocbp, NULL);
2414
2415         timo = 0;
2416         if (ts) {
2417                 if ((ts->tv_nsec < 0) || (ts->tv_nsec >= 1000000000))
2418                         return (EINVAL);
2419
2420                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
2421                 if (itimerfix(&atv))
2422                         return (EINVAL);
2423                 timo = tvtohz(&atv);
2424         }
2425
2426         if (p->p_aioinfo == NULL)
2427                 aio_init_aioinfo(p);
2428         ki = p->p_aioinfo;
2429
2430         error = 0;
2431         cb = NULL;
2432         AIO_LOCK(ki);
2433         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2434                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2435                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2436                     "aiowc", timo);
2437                 if (timo && error == ERESTART)
2438                         error = EINTR;
2439                 if (error)
2440                         break;
2441         }
2442
2443         if (cb != NULL) {
2444                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2445                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2446                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2447                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2448                 td->td_retval[0] = status;
2449                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2450                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2451                         cb->outputcharge = 0;
2452                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2453                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2454                         cb->inputcharge = 0;
2455                 }
2456                 aio_free_entry(cb);
2457                 AIO_UNLOCK(ki);
2458                 ops->store_aiocb(aiocbp, uuaiocb);
2459                 ops->store_error(uuaiocb, error);
2460                 ops->store_status(uuaiocb, status);
2461         } else
2462                 AIO_UNLOCK(ki);
2463
2464         return (error);
2465 }
2466
2467 int
2468 sys_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2469 {
2470         struct timespec ts, *tsp;
2471         int error;
2472
2473         if (uap->timeout) {
2474                 /* Get timespec struct. */
2475                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2476                 if (error)
2477                         return (error);
2478                 tsp = &ts;
2479         } else
2480                 tsp = NULL;
2481
2482         return (kern_aio_waitcomplete(td, uap->aiocbp, tsp, &aiocb_ops));
2483 }
2484
2485 static int
2486 kern_aio_fsync(struct thread *td, int op, struct aiocb *aiocbp,
2487     struct aiocb_ops *ops)
2488 {
2489         struct proc *p = td->td_proc;
2490         struct kaioinfo *ki;
2491
2492         if (op != O_SYNC) /* XXX lack of O_DSYNC */
2493                 return (EINVAL);
2494         ki = p->p_aioinfo;
2495         if (ki == NULL)
2496                 aio_init_aioinfo(p);
2497         return (aio_aqueue(td, aiocbp, NULL, LIO_SYNC, ops));
2498 }
2499
2500 int
2501 sys_aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2502 {
2503
2504         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2505 }
2506
2507 /* kqueue attach function */
2508 static int
2509 filt_aioattach(struct knote *kn)
2510 {
2511         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2512
2513         /*
2514          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2515          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2516          * set EV_FLAG1.
2517          */
2518         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2519                 return (EPERM);
2520         kn->kn_ptr.p_aio = aiocbe;
2521         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2522
2523         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2524
2525         return (0);
2526 }
2527
2528 /* kqueue detach function */
2529 static void
2530 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2531 {
2532         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2533
2534         if (!knlist_empty(&aiocbe->klist))
2535                 knlist_remove(&aiocbe->klist, kn, 0);
2536 }
2537
2538 /* kqueue filter function */
2539 /*ARGSUSED*/
2540 static int
2541 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2542 {
2543         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2544
2545         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2546         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2547                 return (0);
2548         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2549         return (1);
2550 }
2551
2552 /* kqueue attach function */
2553 static int
2554 filt_lioattach(struct knote *kn)
2555 {
2556         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2557
2558         /*
2559          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2560          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2561          * set EV_FLAG1.
2562          */
2563         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2564                 return (EPERM);
2565         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2566         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2567
2568         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2569
2570         return (0);
2571 }
2572
2573 /* kqueue detach function */
2574 static void
2575 filt_liodetach(struct knote *kn)
2576 {
2577         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2578
2579         if (!knlist_empty(&lj->klist))
2580                 knlist_remove(&lj->klist, kn, 0);
2581 }
2582
2583 /* kqueue filter function */
2584 /*ARGSUSED*/
2585 static int
2586 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2587 {
2588         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2589
2590         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2591 }
2592
2593 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2594
2595 struct __aiocb_private32 {
2596         int32_t status;
2597         int32_t error;
2598         uint32_t kernelinfo;
2599 };
2600
2601 typedef struct oaiocb32 {
2602         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
2603         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2604         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2605         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2606         struct  osigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2607         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2608         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2609         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2610 } oaiocb32_t;
2611
2612 typedef struct aiocb32 {
2613         int32_t aio_fildes;             /* File descriptor */
2614         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2615         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2616         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2617         int     __spare__[2];
2618         uint32_t __spare2__;
2619         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2620         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2621         struct __aiocb_private32 _aiocb_private;
2622         struct sigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2623 } aiocb32_t;
2624
2625 static int
2626 convert_old_sigevent32(struct osigevent32 *osig, struct sigevent *nsig)
2627 {
2628
2629         /*
2630          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
2631          * supported by AIO with the old sigevent structure.
2632          */
2633         CP(*osig, *nsig, sigev_notify);
2634         switch (nsig->sigev_notify) {
2635         case SIGEV_NONE:
2636                 break;
2637         case SIGEV_SIGNAL:
2638                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
2639                 break;
2640         case SIGEV_KEVENT:
2641                 nsig->sigev_notify_kqueue =
2642                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
2643                 PTRIN_CP(*osig, *nsig, sigev_value.sival_ptr);
2644                 break;
2645         default:
2646                 return (EINVAL);
2647         }
2648         return (0);
2649 }
2650
2651 static int
2652 aiocb32_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2653 {
2654         struct oaiocb32 job32;
2655         int error;
2656
2657         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
2658         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2659         if (error)
2660                 return (error);
2661
2662         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2663         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2664         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2665         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2666         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2667         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2668         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2669         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2670         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2671         return (convert_old_sigevent32(&job32.aio_sigevent,
2672             &kjob->aio_sigevent));
2673 }
2674
2675 static int
2676 convert_sigevent32(struct sigevent32 *sig32, struct sigevent *sig)
2677 {
2678
2679         CP(*sig32, *sig, sigev_notify);
2680         switch (sig->sigev_notify) {
2681         case SIGEV_NONE:
2682                 break;
2683         case SIGEV_THREAD_ID:
2684                 CP(*sig32, *sig, sigev_notify_thread_id);
2685                 /* FALLTHROUGH */
2686         case SIGEV_SIGNAL:
2687                 CP(*sig32, *sig, sigev_signo);
2688                 break;
2689         case SIGEV_KEVENT:
2690                 CP(*sig32, *sig, sigev_notify_kqueue);
2691                 PTRIN_CP(*sig32, *sig, sigev_value.sival_ptr);
2692                 break;
2693         default:
2694                 return (EINVAL);
2695         }
2696         return (0);
2697 }
2698
2699 static int
2700 aiocb32_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2701 {
2702         struct aiocb32 job32;
2703         int error;
2704
2705         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2706         if (error)
2707                 return (error);
2708         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2709         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2710         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2711         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2712         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2713         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2714         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2715         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2716         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2717         return (convert_sigevent32(&job32.aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
2718 }
2719
2720 static long
2721 aiocb32_fetch_status(struct aiocb *ujob)
2722 {
2723         struct aiocb32 *ujob32;
2724
2725         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2726         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.status));
2727 }
2728
2729 static long
2730 aiocb32_fetch_error(struct aiocb *ujob)
2731 {
2732         struct aiocb32 *ujob32;
2733
2734         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2735         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.error));
2736 }
2737
2738 static int
2739 aiocb32_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
2740 {
2741         struct aiocb32 *ujob32;
2742
2743         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2744         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.status, status));
2745 }
2746
2747 static int
2748 aiocb32_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
2749 {
2750         struct aiocb32 *ujob32;
2751
2752         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2753         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.error, error));
2754 }
2755
2756 static int
2757 aiocb32_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
2758 {
2759         struct aiocb32 *ujob32;
2760
2761         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2762         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
2763 }
2764
2765 static int
2766 aiocb32_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
2767 {
2768
2769         return (suword32(ujobp, (long)ujob));
2770 }
2771
2772 static struct aiocb_ops aiocb32_ops = {
2773         .copyin = aiocb32_copyin,
2774         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2775         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2776         .store_status = aiocb32_store_status,
2777         .store_error = aiocb32_store_error,
2778         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2779         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2780 };
2781
2782 static struct aiocb_ops aiocb32_ops_osigevent = {
2783         .copyin = aiocb32_copyin_old_sigevent,
2784         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2785         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2786         .store_status = aiocb32_store_status,
2787         .store_error = aiocb32_store_error,
2788         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2789         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2790 };
2791
2792 int
2793 freebsd32_aio_return(struct thread *td, struct freebsd32_aio_return_args *uap)
2794 {
2795
2796         return (kern_aio_return(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2797 }
2798
2799 int
2800 freebsd32_aio_suspend(struct thread *td, struct freebsd32_aio_suspend_args *uap)
2801 {
2802         struct timespec32 ts32;
2803         struct timespec ts, *tsp;
2804         struct aiocb **ujoblist;
2805         uint32_t *ujoblist32;
2806         int error, i;
2807
2808         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
2809                 return (EINVAL);
2810
2811         if (uap->timeout) {
2812                 /* Get timespec struct. */
2813                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32))) != 0)
2814                         return (error);
2815                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2816                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2817                 tsp = &ts;
2818         } else
2819                 tsp = NULL;
2820
2821         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
2822         ujoblist32 = (uint32_t *)ujoblist;
2823         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist32, uap->nent *
2824             sizeof(ujoblist32[0]));
2825         if (error == 0) {
2826                 for (i = uap->nent; i > 0; i--)
2827                         ujoblist[i] = PTRIN(ujoblist32[i]);
2828
2829                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2830         }
2831         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
2832         return (error);
2833 }
2834
2835 int
2836 freebsd32_aio_cancel(struct thread *td, struct freebsd32_aio_cancel_args *uap)
2837 {
2838
2839         return (sys_aio_cancel(td, (struct aio_cancel_args *)uap));
2840 }
2841
2842 int
2843 freebsd32_aio_error(struct thread *td, struct freebsd32_aio_error_args *uap)
2844 {
2845
2846         return (kern_aio_error(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2847 }
2848
2849 int
2850 freebsd32_oaio_read(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_read_args *uap)
2851 {
2852
2853         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2854             &aiocb32_ops_osigevent));
2855 }
2856
2857 int
2858 freebsd32_aio_read(struct thread *td, struct freebsd32_aio_read_args *uap)
2859 {
2860
2861         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2862             &aiocb32_ops));
2863 }
2864
2865 int
2866 freebsd32_oaio_write(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_write_args *uap)
2867 {
2868
2869         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2870             &aiocb32_ops_osigevent));
2871 }
2872
2873 int
2874 freebsd32_aio_write(struct thread *td, struct freebsd32_aio_write_args *uap)
2875 {
2876
2877         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2878             &aiocb32_ops));
2879 }
2880
2881 int
2882 freebsd32_aio_waitcomplete(struct thread *td,
2883     struct freebsd32_aio_waitcomplete_args *uap)
2884 {
2885         struct timespec32 ts32;
2886         struct timespec ts, *tsp;
2887         int error;
2888
2889         if (uap->timeout) {
2890                 /* Get timespec struct. */
2891                 error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32));
2892                 if (error)
2893                         return (error);
2894                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2895                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2896                 tsp = &ts;
2897         } else
2898                 tsp = NULL;
2899
2900         return (kern_aio_waitcomplete(td, (struct aiocb **)uap->aiocbp, tsp,
2901             &aiocb32_ops));
2902 }
2903
2904 int
2905 freebsd32_aio_fsync(struct thread *td, struct freebsd32_aio_fsync_args *uap)
2906 {
2907
2908         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, (struct aiocb *)uap->aiocbp,
2909             &aiocb32_ops));
2910 }
2911
2912 int
2913 freebsd32_olio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_olio_listio_args *uap)
2914 {
2915         struct aiocb **acb_list;
2916         struct sigevent *sigp, sig;
2917         struct osigevent32 osig;
2918         uint32_t *acb_list32;
2919         int error, i, nent;
2920
2921         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2922                 return (EINVAL);
2923
2924         nent = uap->nent;
2925         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2926                 return (EINVAL);
2927
2928         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2929                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2930                 if (error)
2931                         return (error);
2932                 error = convert_old_sigevent32(&osig, &sig);
2933                 if (error)
2934                         return (error);
2935                 sigp = &sig;
2936         } else
2937                 sigp = NULL;
2938
2939         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2940         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
2941         if (error) {
2942                 free(acb_list32, M_LIO);
2943                 return (error);
2944         }
2945         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2946         for (i = 0; i < nent; i++)
2947                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
2948         free(acb_list32, M_LIO);
2949
2950         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2951             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2952             &aiocb32_ops_osigevent);
2953         free(acb_list, M_LIO);
2954         return (error);
2955 }
2956
2957 int
2958 freebsd32_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_lio_listio_args *uap)
2959 {
2960         struct aiocb **acb_list;
2961         struct sigevent *sigp, sig;
2962         struct sigevent32 sig32;
2963         uint32_t *acb_list32;
2964         int error, i, nent;
2965
2966         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2967                 return (EINVAL);
2968
2969         nent = uap->nent;
2970         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2971                 return (EINVAL);
2972
2973         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2974                 error = copyin(uap->sig, &sig32, sizeof(sig32));
2975                 if (error)
2976                         return (error);
2977                 error = convert_sigevent32(&sig32, &sig);
2978                 if (error)
2979                         return (error);
2980                 sigp = &sig;
2981         } else
2982                 sigp = NULL;
2983
2984         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2985         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
2986         if (error) {
2987                 free(acb_list32, M_LIO);
2988                 return (error);
2989         }
2990         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2991         for (i = 0; i < nent; i++)
2992                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
2993         free(acb_list32, M_LIO);
2994
2995         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2996             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2997             &aiocb32_ops);
2998         free(acb_list, M_LIO);
2999         return (error);
3000 }
3001
3002 #endif