]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_aio.c
epair: Simplify the transmit path and address lost wakeups
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_aio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
12  *    derived from this software without specific prior written permission.
13  *
14  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
15  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
16  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
17  */
18
19 /*
20  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
21  */
22
23 #include <sys/cdefs.h>
24 __FBSDID("$FreeBSD$");
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/capsicum.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/syscallsubr.h>
49 #include <sys/protosw.h>
50 #include <sys/rwlock.h>
51 #include <sys/sema.h>
52 #include <sys/socket.h>
53 #include <sys/socketvar.h>
54 #include <sys/syscall.h>
55 #include <sys/sysctl.h>
56 #include <sys/syslog.h>
57 #include <sys/sx.h>
58 #include <sys/taskqueue.h>
59 #include <sys/vnode.h>
60 #include <sys/conf.h>
61 #include <sys/event.h>
62 #include <sys/mount.h>
63 #include <geom/geom.h>
64
65 #include <machine/atomic.h>
66
67 #include <vm/vm.h>
68 #include <vm/vm_page.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70 #include <vm/pmap.h>
71 #include <vm/vm_map.h>
72 #include <vm/vm_object.h>
73 #include <vm/uma.h>
74 #include <sys/aio.h>
75
76 /*
77  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
78  * overflow. (XXX will be removed soon.)
79  */
80 static u_long jobrefid;
81
82 /*
83  * Counter for aio_fsync.
84  */
85 static uint64_t jobseqno;
86
87 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
88 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
89 #endif
90
91 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
92 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256
93 #endif
94
95 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
96 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC */
97 #endif
98
99 #ifndef MAX_BUF_AIO
100 #define MAX_BUF_AIO             16
101 #endif
102
103 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
104 SYSCTL_DECL(_p1003_1b);
105
106 static MALLOC_DEFINE(M_LIO, "lio", "listio aio control block list");
107 static MALLOC_DEFINE(M_AIO, "aio", "structures for asynchronous I/O");
108
109 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
110     "Async IO management");
111
112 static int enable_aio_unsafe = 0;
113 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, enable_unsafe, CTLFLAG_RW, &enable_aio_unsafe, 0,
114     "Permit asynchronous IO on all file types, not just known-safe types");
115
116 static unsigned int unsafe_warningcnt = 1;
117 SYSCTL_UINT(_vfs_aio, OID_AUTO, unsafe_warningcnt, CTLFLAG_RW,
118     &unsafe_warningcnt, 0,
119     "Warnings that will be triggered upon failed IO requests on unsafe files");
120
121 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
122 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs, CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
123     "Maximum number of kernel processes to use for handling async IO ");
124
125 static int num_aio_procs = 0;
126 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs, CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
127     "Number of presently active kernel processes for async IO");
128
129 /*
130  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
131  * number when it gets a chance.
132  */
133 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
134 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
135     0,
136     "Preferred number of ready kernel processes for async IO");
137
138 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
139 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
140     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
141
142 static int num_queue_count = 0;
143 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
144     "Number of queued aio requests");
145
146 static int num_buf_aio = 0;
147 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
148     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
149
150 static int num_unmapped_aio = 0;
151 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_unmapped_aio, CTLFLAG_RD, &num_unmapped_aio,
152     0,
153     "Number of aio requests presently handled by unmapped I/O buffers");
154
155 /* Number of async I/O processes in the process of being started */
156 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
157 static int num_aio_resv_start = 0;
158
159 static int aiod_lifetime;
160 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
161     "Maximum lifetime for idle aiod");
162
163 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
164 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
165     0,
166     "Maximum active aio requests per process");
167
168 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
169 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
170     &max_aio_queue_per_proc, 0,
171     "Maximum queued aio requests per process");
172
173 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
174 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
175     "Maximum buf aio requests per process");
176
177 /* 
178  * Though redundant with vfs.aio.max_aio_queue_per_proc, POSIX requires
179  * sysconf(3) to support AIO_LISTIO_MAX, and we implement that with
180  * vfs.aio.aio_listio_max.
181  */
182 SYSCTL_INT(_p1003_1b, CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, aio_listio_max,
183     CTLFLAG_RD | CTLFLAG_CAPRD, &max_aio_queue_per_proc,
184     0, "Maximum aio requests for a single lio_listio call");
185
186 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
187 typedef struct oaiocb {
188         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
189         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
190         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
191         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
192         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
193         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
194         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
195         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
196 } oaiocb_t;
197 #endif
198
199 /*
200  * Below is a key of locks used to protect each member of struct kaiocb
201  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
202  *
203  * * - need not protected
204  * a - locked by kaioinfo lock
205  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
206  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
207  *     reused.
208  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
209  */
210
211 /*
212  * If the routine that services an AIO request blocks while running in an
213  * AIO kernel process it can starve other I/O requests.  BIO requests
214  * queued via aio_qbio() complete asynchronously and do not use AIO kernel
215  * processes at all.  Socket I/O requests use a separate pool of
216  * kprocs and also force non-blocking I/O.  Other file I/O requests
217  * use the generic fo_read/fo_write operations which can block.  The
218  * fsync and mlock operations can also block while executing.  Ideally
219  * none of these requests would block while executing.
220  *
221  * Note that the service routines cannot toggle O_NONBLOCK in the file
222  * structure directly while handling a request due to races with
223  * userland threads.
224  */
225
226 /* jobflags */
227 #define KAIOCB_QUEUEING         0x01
228 #define KAIOCB_CANCELLED        0x02
229 #define KAIOCB_CANCELLING       0x04
230 #define KAIOCB_CHECKSYNC        0x08
231 #define KAIOCB_CLEARED          0x10
232 #define KAIOCB_FINISHED         0x20
233
234 /*
235  * AIO process info
236  */
237 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
238
239 struct aioproc {
240         int     aioprocflags;                   /* (c) AIO proc flags */
241         TAILQ_ENTRY(aioproc) list;              /* (c) list of processes */
242         struct  proc *aioproc;                  /* (*) the AIO proc */
243 };
244
245 /*
246  * data-structure for lio signal management
247  */
248 struct aioliojob {
249         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
250         int     lioj_count;                     /* (a) count of jobs */
251         int     lioj_finished_count;            /* (a) count of finished jobs */
252         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
253         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
254         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
255         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
256 };
257
258 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
259 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
260 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
261
262 /*
263  * per process aio data structure
264  */
265 struct kaioinfo {
266         struct  mtx kaio_mtx;           /* the lock to protect this struct */
267         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
268         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
269         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
270         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of bio buffers */
271         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_all;   /* (a) all AIOs in a process */
272         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_done;  /* (a) done queue for process */
273         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
274         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_jobqueue;      /* (a) job queue for process */
275         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_syncqueue;     /* (a) queue for aio_fsync */
276         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_syncready;  /* (a) second q for aio_fsync */
277         struct  task kaio_task;         /* (*) task to kick aio processes */
278         struct  task kaio_sync_task;    /* (*) task to schedule fsync jobs */
279 };
280
281 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
282 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
283 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
284 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
285
286 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
287 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when AIO completes */
288
289 /*
290  * Operations used to interact with userland aio control blocks.
291  * Different ABIs provide their own operations.
292  */
293 struct aiocb_ops {
294         int     (*aio_copyin)(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob, int ty);
295         long    (*fetch_status)(struct aiocb *ujob);
296         long    (*fetch_error)(struct aiocb *ujob);
297         int     (*store_status)(struct aiocb *ujob, long status);
298         int     (*store_error)(struct aiocb *ujob, long error);
299         int     (*store_kernelinfo)(struct aiocb *ujob, long jobref);
300         int     (*store_aiocb)(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob);
301 };
302
303 static TAILQ_HEAD(,aioproc) aio_freeproc;               /* (c) Idle daemons */
304 static struct sema aio_newproc_sem;
305 static struct mtx aio_job_mtx;
306 static TAILQ_HEAD(,kaiocb) aio_jobs;                    /* (c) Async job list */
307 static struct unrhdr *aiod_unr;
308
309 static void     aio_biocleanup(struct bio *bp);
310 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
311 static int      aio_onceonly(void);
312 static int      aio_free_entry(struct kaiocb *job);
313 static void     aio_process_rw(struct kaiocb *job);
314 static void     aio_process_sync(struct kaiocb *job);
315 static void     aio_process_mlock(struct kaiocb *job);
316 static void     aio_schedule_fsync(void *context, int pending);
317 static int      aio_newproc(int *);
318 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *ujob,
319                     struct aioliojob *lio, int type, struct aiocb_ops *ops);
320 static int      aio_queue_file(struct file *fp, struct kaiocb *job);
321 static void     aio_biowakeup(struct bio *bp);
322 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
323 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p,
324                     struct image_params *imgp);
325 static int      aio_qbio(struct proc *p, struct kaiocb *job);
326 static void     aio_daemon(void *param);
327 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct kaiocb *job);
328 static bool     aio_clear_cancel_function_locked(struct kaiocb *job);
329 static int      aio_kick(struct proc *userp);
330 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
331 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
332 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
333 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
334 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
335 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
336 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
337 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
338
339 /*
340  * Zones for:
341  *      kaio    Per process async io info
342  *      aiocb   async io jobs
343  *      aiolio  list io jobs
344  */
345 static uma_zone_t kaio_zone, aiocb_zone, aiolio_zone;
346
347 /* kqueue filters for aio */
348 static struct filterops aio_filtops = {
349         .f_isfd = 0,
350         .f_attach = filt_aioattach,
351         .f_detach = filt_aiodetach,
352         .f_event = filt_aio,
353 };
354 static struct filterops lio_filtops = {
355         .f_isfd = 0,
356         .f_attach = filt_lioattach,
357         .f_detach = filt_liodetach,
358         .f_event = filt_lio
359 };
360
361 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
362
363 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_kick);
364
365 /*
366  * Main operations function for use as a kernel module.
367  */
368 static int
369 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
370 {
371         int error = 0;
372
373         switch (cmd) {
374         case MOD_LOAD:
375                 aio_onceonly();
376                 break;
377         case MOD_SHUTDOWN:
378                 break;
379         default:
380                 error = EOPNOTSUPP;
381                 break;
382         }
383         return (error);
384 }
385
386 static moduledata_t aio_mod = {
387         "aio",
388         &aio_modload,
389         NULL
390 };
391
392 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod, SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
393 MODULE_VERSION(aio, 1);
394
395 /*
396  * Startup initialization
397  */
398 static int
399 aio_onceonly(void)
400 {
401
402         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
403             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
404         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec,
405             NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
406         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
407         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
408         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
409         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
410         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
411         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
412         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
413         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
414             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
415         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct kaiocb), NULL, NULL,
416             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
417         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
418             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
419         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
420         jobrefid = 1;
421         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_ASYNCHRONOUS_IO, _POSIX_ASYNCHRONOUS_IO);
422         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
423         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
424
425         return (0);
426 }
427
428 /*
429  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
430  * per-process for user limit (resource) management.
431  */
432 void
433 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
434 {
435         struct kaioinfo *ki;
436
437         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
438         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF | MTX_NEW);
439         ki->kaio_flags = 0;
440         ki->kaio_active_count = 0;
441         ki->kaio_count = 0;
442         ki->kaio_buffer_count = 0;
443         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
444         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
445         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
446         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
447         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
448         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncready);
449         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
450         TASK_INIT(&ki->kaio_sync_task, 0, aio_schedule_fsync, ki);
451         PROC_LOCK(p);
452         if (p->p_aioinfo == NULL) {
453                 p->p_aioinfo = ki;
454                 PROC_UNLOCK(p);
455         } else {
456                 PROC_UNLOCK(p);
457                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
458                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
459         }
460
461         while (num_aio_procs < MIN(target_aio_procs, max_aio_procs))
462                 aio_newproc(NULL);
463 }
464
465 static int
466 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi, bool ext)
467 {
468         struct thread *td;
469         int error;
470
471         error = sigev_findtd(p, sigev, &td);
472         if (error)
473                 return (error);
474         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
475                 ksiginfo_set_sigev(ksi, sigev);
476                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
477                 ksi->ksi_flags |= ext ? (KSI_EXT | KSI_INS) : 0;
478                 tdsendsignal(p, td, ksi->ksi_signo, ksi);
479         }
480         PROC_UNLOCK(p);
481         return (error);
482 }
483
484 /*
485  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
486  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
487  * restart the queue scan.
488  */
489 static int
490 aio_free_entry(struct kaiocb *job)
491 {
492         struct kaioinfo *ki;
493         struct aioliojob *lj;
494         struct proc *p;
495
496         p = job->userproc;
497         MPASS(curproc == p);
498         ki = p->p_aioinfo;
499         MPASS(ki != NULL);
500
501         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
502         MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
503
504         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
505
506         ki->kaio_count--;
507         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
508
509         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, job, plist);
510         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, job, allist);
511
512         lj = job->lio;
513         if (lj) {
514                 lj->lioj_count--;
515                 lj->lioj_finished_count--;
516
517                 if (lj->lioj_count == 0) {
518                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
519                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
520                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
521                         PROC_LOCK(p);
522                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
523                         PROC_UNLOCK(p);
524                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
525                 }
526         }
527
528         /* job is going away, we need to destroy any knotes */
529         knlist_delete(&job->klist, curthread, 1);
530         PROC_LOCK(p);
531         sigqueue_take(&job->ksi);
532         PROC_UNLOCK(p);
533
534         AIO_UNLOCK(ki);
535
536         /*
537          * The thread argument here is used to find the owning process
538          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
539          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
540          * need a thread pointer from the process owning the job that is
541          * persistent and won't disappear out from under us or move to
542          * another process.
543          *
544          * Currently, all the callers of this function call it to remove
545          * a kaiocb from the current process' job list either via a
546          * syscall or due to the current process calling exit() or
547          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
548          * curthread can't exit since we are curthread.
549          *
550          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
551          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
552          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
553          * at open time, but this is already true of file descriptors in
554          * a multithreaded process.
555          */
556         if (job->fd_file)
557                 fdrop(job->fd_file, curthread);
558         crfree(job->cred);
559         if (job->uiop != &job->uio)
560                 free(job->uiop, M_IOV);
561         uma_zfree(aiocb_zone, job);
562         AIO_LOCK(ki);
563
564         return (0);
565 }
566
567 static void
568 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p,
569     struct image_params *imgp __unused)
570 {
571         aio_proc_rundown(arg, p);
572 }
573
574 static int
575 aio_cancel_job(struct proc *p, struct kaioinfo *ki, struct kaiocb *job)
576 {
577         aio_cancel_fn_t *func;
578         int cancelled;
579
580         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
581         if (job->jobflags & (KAIOCB_CANCELLED | KAIOCB_FINISHED))
582                 return (0);
583         MPASS((job->jobflags & KAIOCB_CANCELLING) == 0);
584         job->jobflags |= KAIOCB_CANCELLED;
585
586         func = job->cancel_fn;
587
588         /*
589          * If there is no cancel routine, just leave the job marked as
590          * cancelled.  The job should be in active use by a caller who
591          * should complete it normally or when it fails to install a
592          * cancel routine.
593          */
594         if (func == NULL)
595                 return (0);
596
597         /*
598          * Set the CANCELLING flag so that aio_complete() will defer
599          * completions of this job.  This prevents the job from being
600          * freed out from under the cancel callback.  After the
601          * callback any deferred completion (whether from the callback
602          * or any other source) will be completed.
603          */
604         job->jobflags |= KAIOCB_CANCELLING;
605         AIO_UNLOCK(ki);
606         func(job);
607         AIO_LOCK(ki);
608         job->jobflags &= ~KAIOCB_CANCELLING;
609         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED) {
610                 cancelled = job->uaiocb._aiocb_private.error == ECANCELED;
611                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, job, plist);
612                 aio_bio_done_notify(p, job);
613         } else {
614                 /*
615                  * The cancel callback might have scheduled an
616                  * operation to cancel this request, but it is
617                  * only counted as cancelled if the request is
618                  * cancelled when the callback returns.
619                  */
620                 cancelled = 0;
621         }
622         return (cancelled);
623 }
624
625 /*
626  * Rundown the jobs for a given process.
627  */
628 static void
629 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
630 {
631         struct kaioinfo *ki;
632         struct aioliojob *lj;
633         struct kaiocb *job, *jobn;
634
635         KASSERT(curthread->td_proc == p,
636             ("%s: called on non-curproc", __func__));
637         ki = p->p_aioinfo;
638         if (ki == NULL)
639                 return;
640
641         AIO_LOCK(ki);
642         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
643
644 restart:
645
646         /*
647          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
648          * aio_cancel on all pending I/O requests.
649          */
650         TAILQ_FOREACH_SAFE(job, &ki->kaio_jobqueue, plist, jobn) {
651                 aio_cancel_job(p, ki, job);
652         }
653
654         /* Wait for all running I/O to be finished */
655         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue) || ki->kaio_active_count != 0) {
656                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
657                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
658                 goto restart;
659         }
660
661         /* Free all completed I/O requests. */
662         while ((job = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
663                 aio_free_entry(job);
664
665         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
666                 if (lj->lioj_count == 0) {
667                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
668                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
669                         PROC_LOCK(p);
670                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
671                         PROC_UNLOCK(p);
672                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
673                 } else {
674                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
675                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
676                 }
677         }
678         AIO_UNLOCK(ki);
679         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_kick, &ki->kaio_task);
680         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_kick, &ki->kaio_sync_task);
681         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
682         uma_zfree(kaio_zone, ki);
683         p->p_aioinfo = NULL;
684 }
685
686 /*
687  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
688  */
689 static struct kaiocb *
690 aio_selectjob(struct aioproc *aiop)
691 {
692         struct kaiocb *job;
693         struct kaioinfo *ki;
694         struct proc *userp;
695
696         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
697 restart:
698         TAILQ_FOREACH(job, &aio_jobs, list) {
699                 userp = job->userproc;
700                 ki = userp->p_aioinfo;
701
702                 if (ki->kaio_active_count < max_aio_per_proc) {
703                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, job, list);
704                         if (!aio_clear_cancel_function(job))
705                                 goto restart;
706
707                         /* Account for currently active jobs. */
708                         ki->kaio_active_count++;
709                         break;
710                 }
711         }
712         return (job);
713 }
714
715 /*
716  * Move all data to a permanent storage device.  This code
717  * simulates the fsync and fdatasync syscalls.
718  */
719 static int
720 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp, int op)
721 {
722         struct mount *mp;
723         vm_object_t obj;
724         int error;
725
726         for (;;) {
727                 error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH);
728                 if (error != 0)
729                         break;
730                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
731                 obj = vp->v_object;
732                 if (obj != NULL) {
733                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
734                         vm_object_page_clean(obj, 0, 0, 0);
735                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
736                 }
737                 if (op == LIO_DSYNC)
738                         error = VOP_FDATASYNC(vp, td);
739                 else
740                         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
741
742                 VOP_UNLOCK(vp);
743                 vn_finished_write(mp);
744                 if (error != ERELOOKUP)
745                         break;
746         }
747         return (error);
748 }
749
750 /*
751  * The AIO processing activity for LIO_READ/LIO_WRITE.  This is the code that
752  * does the I/O request for the non-bio version of the operations.  The normal
753  * vn operations are used, and this code should work in all instances for every
754  * type of file, including pipes, sockets, fifos, and regular files.
755  *
756  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
757  */
758 static void
759 aio_process_rw(struct kaiocb *job)
760 {
761         struct ucred *td_savedcred;
762         struct thread *td;
763         struct aiocb *cb;
764         struct file *fp;
765         ssize_t cnt;
766         long msgsnd_st, msgsnd_end;
767         long msgrcv_st, msgrcv_end;
768         long oublock_st, oublock_end;
769         long inblock_st, inblock_end;
770         int error, opcode;
771
772         KASSERT(job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ ||
773             job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READV ||
774             job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE ||
775             job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITEV,
776             ("%s: opcode %d", __func__, job->uaiocb.aio_lio_opcode));
777
778         aio_switch_vmspace(job);
779         td = curthread;
780         td_savedcred = td->td_ucred;
781         td->td_ucred = job->cred;
782         job->uiop->uio_td = td;
783         cb = &job->uaiocb;
784         fp = job->fd_file;
785
786         opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode;
787         cnt = job->uiop->uio_resid;
788
789         msgrcv_st = td->td_ru.ru_msgrcv;
790         msgsnd_st = td->td_ru.ru_msgsnd;
791         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
792         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
793
794         /*
795          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
796          * released in aio_free_entry().
797          */
798         if (opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV) {
799                 if (job->uiop->uio_resid == 0)
800                         error = 0;
801                 else
802                         error = fo_read(fp, job->uiop, fp->f_cred, FOF_OFFSET,
803                             td);
804         } else {
805                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
806                         bwillwrite();
807                 error = fo_write(fp, job->uiop, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
808         }
809         msgrcv_end = td->td_ru.ru_msgrcv;
810         msgsnd_end = td->td_ru.ru_msgsnd;
811         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
812         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
813
814         job->msgrcv = msgrcv_end - msgrcv_st;
815         job->msgsnd = msgsnd_end - msgsnd_st;
816         job->inblock = inblock_end - inblock_st;
817         job->outblock = oublock_end - oublock_st;
818
819         if (error != 0 && job->uiop->uio_resid != cnt) {
820                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
821                         error = 0;
822                 if (error == EPIPE && (opcode & LIO_WRITE)) {
823                         PROC_LOCK(job->userproc);
824                         kern_psignal(job->userproc, SIGPIPE);
825                         PROC_UNLOCK(job->userproc);
826                 }
827         }
828
829         cnt -= job->uiop->uio_resid;
830         td->td_ucred = td_savedcred;
831         if (error)
832                 aio_complete(job, -1, error);
833         else
834                 aio_complete(job, cnt, 0);
835 }
836
837 static void
838 aio_process_sync(struct kaiocb *job)
839 {
840         struct thread *td = curthread;
841         struct ucred *td_savedcred = td->td_ucred;
842         struct file *fp = job->fd_file;
843         int error = 0;
844
845         KASSERT(job->uaiocb.aio_lio_opcode & LIO_SYNC,
846             ("%s: opcode %d", __func__, job->uaiocb.aio_lio_opcode));
847
848         td->td_ucred = job->cred;
849         if (fp->f_vnode != NULL) {
850                 error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode,
851                     job->uaiocb.aio_lio_opcode);
852         }
853         td->td_ucred = td_savedcred;
854         if (error)
855                 aio_complete(job, -1, error);
856         else
857                 aio_complete(job, 0, 0);
858 }
859
860 static void
861 aio_process_mlock(struct kaiocb *job)
862 {
863         struct aiocb *cb = &job->uaiocb;
864         int error;
865
866         KASSERT(job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_MLOCK,
867             ("%s: opcode %d", __func__, job->uaiocb.aio_lio_opcode));
868
869         aio_switch_vmspace(job);
870         error = kern_mlock(job->userproc, job->cred,
871             __DEVOLATILE(uintptr_t, cb->aio_buf), cb->aio_nbytes);
872         aio_complete(job, error != 0 ? -1 : 0, error);
873 }
874
875 static void
876 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct kaiocb *job)
877 {
878         struct aioliojob *lj;
879         struct kaioinfo *ki;
880         struct kaiocb *sjob, *sjobn;
881         int lj_done;
882         bool schedule_fsync;
883
884         ki = userp->p_aioinfo;
885         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
886         lj = job->lio;
887         lj_done = 0;
888         if (lj) {
889                 lj->lioj_finished_count++;
890                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
891                         lj_done = 1;
892         }
893         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, job, plist);
894         MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
895
896         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
897                 goto notification_done;
898
899         if (job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
900             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
901                 aio_sendsig(userp, &job->uaiocb.aio_sigevent, &job->ksi, true);
902
903         KNOTE_LOCKED(&job->klist, 1);
904
905         if (lj_done) {
906                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
907                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
908                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
909                 }
910                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL | LIOJ_SIGNAL_POSTED))
911                     == LIOJ_SIGNAL &&
912                     (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
913                     lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
914                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi,
915                             true);
916                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
917                 }
918         }
919
920 notification_done:
921         if (job->jobflags & KAIOCB_CHECKSYNC) {
922                 schedule_fsync = false;
923                 TAILQ_FOREACH_SAFE(sjob, &ki->kaio_syncqueue, list, sjobn) {
924                         if (job->fd_file != sjob->fd_file ||
925                             job->seqno >= sjob->seqno)
926                                 continue;
927                         if (--sjob->pending > 0)
928                                 continue;
929                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, sjob, list);
930                         if (!aio_clear_cancel_function_locked(sjob))
931                                 continue;
932                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncready, sjob, list);
933                         schedule_fsync = true;
934                 }
935                 if (schedule_fsync)
936                         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_kick,
937                             &ki->kaio_sync_task);
938         }
939         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
940                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
941                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
942         }
943 }
944
945 static void
946 aio_schedule_fsync(void *context, int pending)
947 {
948         struct kaioinfo *ki;
949         struct kaiocb *job;
950
951         ki = context;
952         AIO_LOCK(ki);
953         while (!TAILQ_EMPTY(&ki->kaio_syncready)) {
954                 job = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_syncready);
955                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncready, job, list);
956                 AIO_UNLOCK(ki);
957                 aio_schedule(job, aio_process_sync);
958                 AIO_LOCK(ki);
959         }
960         AIO_UNLOCK(ki);
961 }
962
963 bool
964 aio_cancel_cleared(struct kaiocb *job)
965 {
966
967         /*
968          * The caller should hold the same queue lock held when
969          * aio_clear_cancel_function() was called and set this flag
970          * ensuring this check sees an up-to-date value.  However,
971          * there is no way to assert that.
972          */
973         return ((job->jobflags & KAIOCB_CLEARED) != 0);
974 }
975
976 static bool
977 aio_clear_cancel_function_locked(struct kaiocb *job)
978 {
979
980         AIO_LOCK_ASSERT(job->userproc->p_aioinfo, MA_OWNED);
981         MPASS(job->cancel_fn != NULL);
982         if (job->jobflags & KAIOCB_CANCELLING) {
983                 job->jobflags |= KAIOCB_CLEARED;
984                 return (false);
985         }
986         job->cancel_fn = NULL;
987         return (true);
988 }
989
990 bool
991 aio_clear_cancel_function(struct kaiocb *job)
992 {
993         struct kaioinfo *ki;
994         bool ret;
995
996         ki = job->userproc->p_aioinfo;
997         AIO_LOCK(ki);
998         ret = aio_clear_cancel_function_locked(job);
999         AIO_UNLOCK(ki);
1000         return (ret);
1001 }
1002
1003 static bool
1004 aio_set_cancel_function_locked(struct kaiocb *job, aio_cancel_fn_t *func)
1005 {
1006
1007         AIO_LOCK_ASSERT(job->userproc->p_aioinfo, MA_OWNED);
1008         if (job->jobflags & KAIOCB_CANCELLED)
1009                 return (false);
1010         job->cancel_fn = func;
1011         return (true);
1012 }
1013
1014 bool
1015 aio_set_cancel_function(struct kaiocb *job, aio_cancel_fn_t *func)
1016 {
1017         struct kaioinfo *ki;
1018         bool ret;
1019
1020         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1021         AIO_LOCK(ki);
1022         ret = aio_set_cancel_function_locked(job, func);
1023         AIO_UNLOCK(ki);
1024         return (ret);
1025 }
1026
1027 void
1028 aio_complete(struct kaiocb *job, long status, int error)
1029 {
1030         struct kaioinfo *ki;
1031         struct proc *userp;
1032
1033         job->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1034         job->uaiocb._aiocb_private.status = status;
1035
1036         userp = job->userproc;
1037         ki = userp->p_aioinfo;
1038
1039         AIO_LOCK(ki);
1040         KASSERT(!(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED),
1041             ("duplicate aio_complete"));
1042         job->jobflags |= KAIOCB_FINISHED;
1043         if ((job->jobflags & (KAIOCB_QUEUEING | KAIOCB_CANCELLING)) == 0) {
1044                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, job, plist);
1045                 aio_bio_done_notify(userp, job);
1046         }
1047         AIO_UNLOCK(ki);
1048 }
1049
1050 void
1051 aio_cancel(struct kaiocb *job)
1052 {
1053
1054         aio_complete(job, -1, ECANCELED);
1055 }
1056
1057 void
1058 aio_switch_vmspace(struct kaiocb *job)
1059 {
1060
1061         vmspace_switch_aio(job->userproc->p_vmspace);
1062 }
1063
1064 /*
1065  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process_*,
1066  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
1067  */
1068 static void
1069 aio_daemon(void *_id)
1070 {
1071         struct kaiocb *job;
1072         struct aioproc *aiop;
1073         struct kaioinfo *ki;
1074         struct proc *p;
1075         struct vmspace *myvm;
1076         struct thread *td = curthread;
1077         int id = (intptr_t)_id;
1078
1079         /*
1080          * Grab an extra reference on the daemon's vmspace so that it
1081          * doesn't get freed by jobs that switch to a different
1082          * vmspace.
1083          */
1084         p = td->td_proc;
1085         myvm = vmspace_acquire_ref(p);
1086
1087         KASSERT(p->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
1088
1089         /*
1090          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
1091          * per daemon.
1092          */
1093         aiop = malloc(sizeof(*aiop), M_AIO, M_WAITOK);
1094         aiop->aioproc = p;
1095         aiop->aioprocflags = 0;
1096
1097         /*
1098          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
1099          * and creating too many daemons.)
1100          */
1101         sema_post(&aio_newproc_sem);
1102
1103         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1104         for (;;) {
1105                 /*
1106                  * Take daemon off of free queue
1107                  */
1108                 if (aiop->aioprocflags & AIOP_FREE) {
1109                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1110                         aiop->aioprocflags &= ~AIOP_FREE;
1111                 }
1112
1113                 /*
1114                  * Check for jobs.
1115                  */
1116                 while ((job = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1117                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1118
1119                         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1120                         job->handle_fn(job);
1121
1122                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1123                         /* Decrement the active job count. */
1124                         ki->kaio_active_count--;
1125                 }
1126
1127                 /*
1128                  * Disconnect from user address space.
1129                  */
1130                 if (p->p_vmspace != myvm) {
1131                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1132                         vmspace_switch_aio(myvm);
1133                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1134                         /*
1135                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1136                          * no job can be selected.
1137                          */
1138                         continue;
1139                 }
1140
1141                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1142
1143                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1144                 aiop->aioprocflags |= AIOP_FREE;
1145
1146                 /*
1147                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1148                  * thereby freeing resources.
1149                  */
1150                 if (msleep(p, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1151                     aiod_lifetime) == EWOULDBLOCK && TAILQ_EMPTY(&aio_jobs) &&
1152                     (aiop->aioprocflags & AIOP_FREE) &&
1153                     num_aio_procs > target_aio_procs)
1154                         break;
1155         }
1156         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1157         num_aio_procs--;
1158         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1159         free(aiop, M_AIO);
1160         free_unr(aiod_unr, id);
1161         vmspace_free(myvm);
1162
1163         KASSERT(p->p_vmspace == myvm,
1164             ("AIOD: bad vmspace for exiting daemon"));
1165         KASSERT(refcount_load(&myvm->vm_refcnt) > 1,
1166             ("AIOD: bad vm refcnt for exiting daemon: %d",
1167             refcount_load(&myvm->vm_refcnt)));
1168         kproc_exit(0);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1173  * AIO daemon modifies its environment itself.
1174  */
1175 static int
1176 aio_newproc(int *start)
1177 {
1178         int error;
1179         struct proc *p;
1180         int id;
1181
1182         id = alloc_unr(aiod_unr);
1183         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1184                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1185         if (error == 0) {
1186                 /*
1187                  * Wait until daemon is started.
1188                  */
1189                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1190                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1191                 num_aio_procs++;
1192                 if (start != NULL)
1193                         (*start)--;
1194                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1195         } else {
1196                 free_unr(aiod_unr, id);
1197         }
1198         return (error);
1199 }
1200
1201 /*
1202  * Try the high-performance, low-overhead bio method for eligible
1203  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1204  * thus has very low overhead.
1205  *
1206  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1207  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1208  * duration of this call.
1209  */
1210 static int
1211 aio_qbio(struct proc *p, struct kaiocb *job)
1212 {
1213         struct aiocb *cb;
1214         struct file *fp;
1215         struct buf *pbuf;
1216         struct vnode *vp;
1217         struct cdevsw *csw;
1218         struct cdev *dev;
1219         struct kaioinfo *ki;
1220         struct bio **bios = NULL;
1221         off_t offset;
1222         int bio_cmd, error, i, iovcnt, opcode, poff, ref;
1223         vm_prot_t prot;
1224         bool use_unmapped;
1225
1226         cb = &job->uaiocb;
1227         fp = job->fd_file;
1228         opcode = cb->aio_lio_opcode;
1229
1230         if (!(opcode == LIO_WRITE || opcode == LIO_WRITEV ||
1231             opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV))
1232                 return (-1);
1233         if (fp == NULL || fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1234                 return (-1);
1235
1236         vp = fp->f_vnode;
1237         if (vp->v_type != VCHR)
1238                 return (-1);
1239         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1240                 return (-1);
1241
1242         bio_cmd = (opcode & LIO_WRITE) ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1243         iovcnt = job->uiop->uio_iovcnt;
1244         if (iovcnt > max_buf_aio)
1245                 return (-1);
1246         for (i = 0; i < iovcnt; i++) {
1247                 if (job->uiop->uio_iov[i].iov_len % vp->v_bufobj.bo_bsize != 0)
1248                         return (-1);
1249                 if (job->uiop->uio_iov[i].iov_len > maxphys) {
1250                         error = -1;
1251                         return (-1);
1252                 }
1253         }
1254         offset = cb->aio_offset;
1255
1256         ref = 0;
1257         csw = devvn_refthread(vp, &dev, &ref);
1258         if (csw == NULL)
1259                 return (ENXIO);
1260
1261         if ((csw->d_flags & D_DISK) == 0) {
1262                 error = -1;
1263                 goto unref;
1264         }
1265         if (job->uiop->uio_resid > dev->si_iosize_max) {
1266                 error = -1;
1267                 goto unref;
1268         }
1269
1270         ki = p->p_aioinfo;
1271         job->error = 0;
1272
1273         use_unmapped = (dev->si_flags & SI_UNMAPPED) && unmapped_buf_allowed;
1274         if (!use_unmapped) {
1275                 AIO_LOCK(ki);
1276                 if (ki->kaio_buffer_count + iovcnt > max_buf_aio) {
1277                         AIO_UNLOCK(ki);
1278                         error = EAGAIN;
1279                         goto unref;
1280                 }
1281                 ki->kaio_buffer_count += iovcnt;
1282                 AIO_UNLOCK(ki);
1283         }
1284
1285         bios = malloc(sizeof(struct bio *) * iovcnt, M_TEMP, M_WAITOK);
1286         atomic_store_int(&job->nbio, iovcnt);
1287         for (i = 0; i < iovcnt; i++) {
1288                 struct vm_page** pages;
1289                 struct bio *bp;
1290                 void *buf;
1291                 size_t nbytes;
1292                 int npages;
1293
1294                 buf = job->uiop->uio_iov[i].iov_base;
1295                 nbytes = job->uiop->uio_iov[i].iov_len;
1296
1297                 bios[i] = g_alloc_bio();
1298                 bp = bios[i];
1299
1300                 poff = (vm_offset_t)buf & PAGE_MASK;
1301                 if (use_unmapped) {
1302                         pbuf = NULL;
1303                         pages = malloc(sizeof(vm_page_t) * (atop(round_page(
1304                             nbytes)) + 1), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1305                 } else {
1306                         pbuf = uma_zalloc(pbuf_zone, M_WAITOK);
1307                         BUF_KERNPROC(pbuf);
1308                         pages = pbuf->b_pages;
1309                 }
1310
1311                 bp->bio_length = nbytes;
1312                 bp->bio_bcount = nbytes;
1313                 bp->bio_done = aio_biowakeup;
1314                 bp->bio_offset = offset;
1315                 bp->bio_cmd = bio_cmd;
1316                 bp->bio_dev = dev;
1317                 bp->bio_caller1 = job;
1318                 bp->bio_caller2 = pbuf;
1319
1320                 prot = VM_PROT_READ;
1321                 if (opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV)
1322                         prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
1323                 npages = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
1324                     (vm_offset_t)buf, bp->bio_length, prot, pages,
1325                     atop(maxphys) + 1);
1326                 if (npages < 0) {
1327                         if (pbuf != NULL)
1328                                 uma_zfree(pbuf_zone, pbuf);
1329                         else
1330                                 free(pages, M_TEMP);
1331                         error = EFAULT;
1332                         g_destroy_bio(bp);
1333                         i--;
1334                         goto destroy_bios;
1335                 }
1336                 if (pbuf != NULL) {
1337                         pmap_qenter((vm_offset_t)pbuf->b_data, pages, npages);
1338                         bp->bio_data = pbuf->b_data + poff;
1339                         pbuf->b_npages = npages;
1340                         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1341                 } else {
1342                         bp->bio_ma = pages;
1343                         bp->bio_ma_n = npages;
1344                         bp->bio_ma_offset = poff;
1345                         bp->bio_data = unmapped_buf;
1346                         bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
1347                         atomic_add_int(&num_unmapped_aio, 1);
1348                 }
1349
1350                 offset += nbytes;
1351         }
1352
1353         /* Perform transfer. */
1354         for (i = 0; i < iovcnt; i++)
1355                 csw->d_strategy(bios[i]);
1356         free(bios, M_TEMP);
1357
1358         dev_relthread(dev, ref);
1359         return (0);
1360
1361 destroy_bios:
1362         for (; i >= 0; i--)
1363                 aio_biocleanup(bios[i]);
1364         free(bios, M_TEMP);
1365 unref:
1366         dev_relthread(dev, ref);
1367         return (error);
1368 }
1369
1370 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
1371 static int
1372 convert_old_sigevent(struct osigevent *osig, struct sigevent *nsig)
1373 {
1374
1375         /*
1376          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
1377          * supported by AIO with the old sigevent structure.
1378          */
1379         nsig->sigev_notify = osig->sigev_notify;
1380         switch (nsig->sigev_notify) {
1381         case SIGEV_NONE:
1382                 break;
1383         case SIGEV_SIGNAL:
1384                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
1385                 break;
1386         case SIGEV_KEVENT:
1387                 nsig->sigev_notify_kqueue =
1388                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
1389                 nsig->sigev_value.sival_ptr = osig->sigev_value.sival_ptr;
1390                 break;
1391         default:
1392                 return (EINVAL);
1393         }
1394         return (0);
1395 }
1396
1397 static int
1398 aiocb_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob,
1399     int type __unused)
1400 {
1401         struct oaiocb *ojob;
1402         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
1403         int error;
1404
1405         bzero(kcb, sizeof(struct aiocb));
1406         error = copyin(ujob, kcb, sizeof(struct oaiocb));
1407         if (error)
1408                 return (error);
1409         /* No need to copyin aio_iov, because it did not exist in FreeBSD 6 */
1410         ojob = (struct oaiocb *)kcb;
1411         return (convert_old_sigevent(&ojob->aio_sigevent, &kcb->aio_sigevent));
1412 }
1413 #endif
1414
1415 static int
1416 aiocb_copyin(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob, int type)
1417 {
1418         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
1419         int error;
1420
1421         error = copyin(ujob, kcb, sizeof(struct aiocb));
1422         if (error)
1423                 return (error);
1424         if (type & LIO_VECTORED) {
1425                 /* malloc a uio and copy in the iovec */
1426                 error = copyinuio(__DEVOLATILE(struct iovec*, kcb->aio_iov),
1427                     kcb->aio_iovcnt, &kjob->uiop);
1428         }
1429
1430         return (error);
1431 }
1432
1433 static long
1434 aiocb_fetch_status(struct aiocb *ujob)
1435 {
1436
1437         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.status));
1438 }
1439
1440 static long
1441 aiocb_fetch_error(struct aiocb *ujob)
1442 {
1443
1444         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.error));
1445 }
1446
1447 static int
1448 aiocb_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
1449 {
1450
1451         return (suword(&ujob->_aiocb_private.status, status));
1452 }
1453
1454 static int
1455 aiocb_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
1456 {
1457
1458         return (suword(&ujob->_aiocb_private.error, error));
1459 }
1460
1461 static int
1462 aiocb_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
1463 {
1464
1465         return (suword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
1466 }
1467
1468 static int
1469 aiocb_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
1470 {
1471
1472         return (suword(ujobp, (long)ujob));
1473 }
1474
1475 static struct aiocb_ops aiocb_ops = {
1476         .aio_copyin = aiocb_copyin,
1477         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1478         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1479         .store_status = aiocb_store_status,
1480         .store_error = aiocb_store_error,
1481         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1482         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1483 };
1484
1485 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
1486 static struct aiocb_ops aiocb_ops_osigevent = {
1487         .aio_copyin = aiocb_copyin_old_sigevent,
1488         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1489         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1490         .store_status = aiocb_store_status,
1491         .store_error = aiocb_store_error,
1492         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1493         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1494 };
1495 #endif
1496
1497 /*
1498  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct bio VCHR
1499  * technique is done in this code.
1500  */
1501 int
1502 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *ujob, struct aioliojob *lj,
1503     int type, struct aiocb_ops *ops)
1504 {
1505         struct proc *p = td->td_proc;
1506         struct file *fp = NULL;
1507         struct kaiocb *job;
1508         struct kaioinfo *ki;
1509         struct kevent kev;
1510         int opcode;
1511         int error;
1512         int fd, kqfd;
1513         int jid;
1514         u_short evflags;
1515
1516         if (p->p_aioinfo == NULL)
1517                 aio_init_aioinfo(p);
1518
1519         ki = p->p_aioinfo;
1520
1521         ops->store_status(ujob, -1);
1522         ops->store_error(ujob, 0);
1523         ops->store_kernelinfo(ujob, -1);
1524
1525         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1526             ki->kaio_count >= max_aio_queue_per_proc) {
1527                 error = EAGAIN;
1528                 goto err1;
1529         }
1530
1531         job = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1532         knlist_init_mtx(&job->klist, AIO_MTX(ki));
1533
1534         error = ops->aio_copyin(ujob, job, type);
1535         if (error)
1536                 goto err2;
1537
1538         if (job->uaiocb.aio_nbytes > IOSIZE_MAX) {
1539                 error = EINVAL;
1540                 goto err2;
1541         }
1542
1543         if (job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1544             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1545             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1546             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1547                 error = EINVAL;
1548                 goto err2;
1549         }
1550
1551         if ((job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1552              job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1553                 !_SIG_VALID(job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1554                 error = EINVAL;
1555                 goto err2;
1556         }
1557
1558         /* Get the opcode. */
1559         if (type == LIO_NOP) {
1560                 switch (job->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1561                 case LIO_WRITE:
1562                 case LIO_NOP:
1563                 case LIO_READ:
1564                         opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode;
1565                         break;
1566                 default:
1567                         error = EINVAL;
1568                         goto err2;
1569                 }
1570         } else
1571                 opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1572
1573         ksiginfo_init(&job->ksi);
1574
1575         /* Save userspace address of the job info. */
1576         job->ujob = ujob;
1577
1578         /*
1579          * Validate the opcode and fetch the file object for the specified
1580          * file descriptor.
1581          *
1582          * XXXRW: Moved the opcode validation up here so that we don't
1583          * retrieve a file descriptor without knowing what the capabiltity
1584          * should be.
1585          */
1586         fd = job->uaiocb.aio_fildes;
1587         switch (opcode) {
1588         case LIO_WRITE:
1589         case LIO_WRITEV:
1590                 error = fget_write(td, fd, &cap_pwrite_rights, &fp);
1591                 break;
1592         case LIO_READ:
1593         case LIO_READV:
1594                 error = fget_read(td, fd, &cap_pread_rights, &fp);
1595                 break;
1596         case LIO_SYNC:
1597         case LIO_DSYNC:
1598                 error = fget(td, fd, &cap_fsync_rights, &fp);
1599                 break;
1600         case LIO_MLOCK:
1601                 break;
1602         case LIO_NOP:
1603                 error = fget(td, fd, &cap_no_rights, &fp);
1604                 break;
1605         default:
1606                 error = EINVAL;
1607         }
1608         if (error)
1609                 goto err3;
1610
1611         if ((opcode & LIO_SYNC) && fp->f_vnode == NULL) {
1612                 error = EINVAL;
1613                 goto err3;
1614         }
1615
1616         if ((opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV ||
1617             opcode == LIO_WRITE || opcode == LIO_WRITEV) &&
1618             job->uaiocb.aio_offset < 0 &&
1619             (fp->f_vnode == NULL || fp->f_vnode->v_type != VCHR)) {
1620                 error = EINVAL;
1621                 goto err3;
1622         }
1623
1624         if (fp != NULL && fp->f_ops == &path_fileops) {
1625                 error = EBADF;
1626                 goto err3;
1627         }
1628
1629         job->fd_file = fp;
1630
1631         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1632         jid = jobrefid++;
1633         job->seqno = jobseqno++;
1634         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1635         error = ops->store_kernelinfo(ujob, jid);
1636         if (error) {
1637                 error = EINVAL;
1638                 goto err3;
1639         }
1640         job->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1641
1642         if (opcode == LIO_NOP) {
1643                 fdrop(fp, td);
1644                 MPASS(job->uiop == &job->uio || job->uiop == NULL);
1645                 uma_zfree(aiocb_zone, job);
1646                 return (0);
1647         }
1648
1649         if (job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1650                 goto no_kqueue;
1651         evflags = job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kevent_flags;
1652         if ((evflags & ~(EV_CLEAR | EV_DISPATCH | EV_ONESHOT)) != 0) {
1653                 error = EINVAL;
1654                 goto err3;
1655         }
1656         kqfd = job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1657         memset(&kev, 0, sizeof(kev));
1658         kev.ident = (uintptr_t)job->ujob;
1659         kev.filter = EVFILT_AIO;
1660         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1 | evflags;
1661         kev.data = (intptr_t)job;
1662         kev.udata = job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1663         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, M_WAITOK);
1664         if (error)
1665                 goto err3;
1666
1667 no_kqueue:
1668
1669         ops->store_error(ujob, EINPROGRESS);
1670         job->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1671         job->userproc = p;
1672         job->cred = crhold(td->td_ucred);
1673         job->jobflags = KAIOCB_QUEUEING;
1674         job->lio = lj;
1675
1676         if (opcode & LIO_VECTORED) {
1677                 /* Use the uio copied in by aio_copyin */
1678                 MPASS(job->uiop != &job->uio && job->uiop != NULL);
1679         } else {
1680                 /* Setup the inline uio */
1681                 job->iov[0].iov_base = (void *)(uintptr_t)job->uaiocb.aio_buf;
1682                 job->iov[0].iov_len = job->uaiocb.aio_nbytes;
1683                 job->uio.uio_iov = job->iov;
1684                 job->uio.uio_iovcnt = 1;
1685                 job->uio.uio_resid = job->uaiocb.aio_nbytes;
1686                 job->uio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
1687                 job->uiop = &job->uio;
1688         }
1689         switch (opcode & (LIO_READ | LIO_WRITE)) {
1690         case LIO_READ:
1691                 job->uiop->uio_rw = UIO_READ;
1692                 break;
1693         case LIO_WRITE:
1694                 job->uiop->uio_rw = UIO_WRITE;
1695                 break;
1696         }
1697         job->uiop->uio_offset = job->uaiocb.aio_offset;
1698         job->uiop->uio_td = td;
1699
1700         if (opcode == LIO_MLOCK) {
1701                 aio_schedule(job, aio_process_mlock);
1702                 error = 0;
1703         } else if (fp->f_ops->fo_aio_queue == NULL)
1704                 error = aio_queue_file(fp, job);
1705         else
1706                 error = fo_aio_queue(fp, job);
1707         if (error)
1708                 goto err4;
1709
1710         AIO_LOCK(ki);
1711         job->jobflags &= ~KAIOCB_QUEUEING;
1712         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, job, allist);
1713         ki->kaio_count++;
1714         if (lj)
1715                 lj->lioj_count++;
1716         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1717         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED) {
1718                 /*
1719                  * The queue callback completed the request synchronously.
1720                  * The bulk of the completion is deferred in that case
1721                  * until this point.
1722                  */
1723                 aio_bio_done_notify(p, job);
1724         } else
1725                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, job, plist);
1726         AIO_UNLOCK(ki);
1727         return (0);
1728
1729 err4:
1730         crfree(job->cred);
1731 err3:
1732         if (fp)
1733                 fdrop(fp, td);
1734         knlist_delete(&job->klist, curthread, 0);
1735 err2:
1736         if (job->uiop != &job->uio)
1737                 free(job->uiop, M_IOV);
1738         uma_zfree(aiocb_zone, job);
1739 err1:
1740         ops->store_error(ujob, error);
1741         return (error);
1742 }
1743
1744 static void
1745 aio_cancel_daemon_job(struct kaiocb *job)
1746 {
1747
1748         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1749         if (!aio_cancel_cleared(job))
1750                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, job, list);
1751         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1752         aio_cancel(job);
1753 }
1754
1755 void
1756 aio_schedule(struct kaiocb *job, aio_handle_fn_t *func)
1757 {
1758
1759         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1760         if (!aio_set_cancel_function(job, aio_cancel_daemon_job)) {
1761                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1762                 aio_cancel(job);
1763                 return;
1764         }
1765         job->handle_fn = func;
1766         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, job, list);
1767         aio_kick_nowait(job->userproc);
1768         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1769 }
1770
1771 static void
1772 aio_cancel_sync(struct kaiocb *job)
1773 {
1774         struct kaioinfo *ki;
1775
1776         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1777         AIO_LOCK(ki);
1778         if (!aio_cancel_cleared(job))
1779                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, job, list);
1780         AIO_UNLOCK(ki);
1781         aio_cancel(job);
1782 }
1783
1784 int
1785 aio_queue_file(struct file *fp, struct kaiocb *job)
1786 {
1787         struct kaioinfo *ki;
1788         struct kaiocb *job2;
1789         struct vnode *vp;
1790         struct mount *mp;
1791         int error;
1792         bool safe;
1793
1794         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1795         error = aio_qbio(job->userproc, job);
1796         if (error >= 0)
1797                 return (error);
1798         safe = false;
1799         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1800                 vp = fp->f_vnode;
1801                 if (vp->v_type == VREG || vp->v_type == VDIR) {
1802                         mp = fp->f_vnode->v_mount;
1803                         if (mp == NULL || (mp->mnt_flag & MNT_LOCAL) != 0)
1804                                 safe = true;
1805                 }
1806         }
1807         if (!(safe || enable_aio_unsafe)) {
1808                 counted_warning(&unsafe_warningcnt,
1809                     "is attempting to use unsafe AIO requests");
1810                 return (EOPNOTSUPP);
1811         }
1812
1813         if (job->uaiocb.aio_lio_opcode & (LIO_WRITE | LIO_READ)) {
1814                 aio_schedule(job, aio_process_rw);
1815                 error = 0;
1816         } else if (job->uaiocb.aio_lio_opcode & LIO_SYNC) {
1817                 AIO_LOCK(ki);
1818                 TAILQ_FOREACH(job2, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1819                         if (job2->fd_file == job->fd_file &&
1820                             ((job2->uaiocb.aio_lio_opcode & LIO_SYNC) == 0) &&
1821                             job2->seqno < job->seqno) {
1822                                 job2->jobflags |= KAIOCB_CHECKSYNC;
1823                                 job->pending++;
1824                         }
1825                 }
1826                 if (job->pending != 0) {
1827                         if (!aio_set_cancel_function_locked(job,
1828                                 aio_cancel_sync)) {
1829                                 AIO_UNLOCK(ki);
1830                                 aio_cancel(job);
1831                                 return (0);
1832                         }
1833                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, job, list);
1834                         AIO_UNLOCK(ki);
1835                         return (0);
1836                 }
1837                 AIO_UNLOCK(ki);
1838                 aio_schedule(job, aio_process_sync);
1839                 error = 0;
1840         } else {
1841                 error = EINVAL;
1842         }
1843         return (error);
1844 }
1845
1846 static void
1847 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1848 {
1849         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1850         struct aioproc *aiop;
1851
1852         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1853         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1854                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1855                 aiop->aioprocflags &= ~AIOP_FREE;
1856                 wakeup(aiop->aioproc);
1857         } else if (num_aio_resv_start + num_aio_procs < max_aio_procs &&
1858             ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start < max_aio_per_proc) {
1859                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_kick, &ki->kaio_task);
1860         }
1861 }
1862
1863 static int
1864 aio_kick(struct proc *userp)
1865 {
1866         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1867         struct aioproc *aiop;
1868         int error, ret = 0;
1869
1870         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1871 retryproc:
1872         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1873                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1874                 aiop->aioprocflags &= ~AIOP_FREE;
1875                 wakeup(aiop->aioproc);
1876         } else if (num_aio_resv_start + num_aio_procs < max_aio_procs &&
1877             ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start < max_aio_per_proc) {
1878                 num_aio_resv_start++;
1879                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1880                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1881                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1882                 if (error) {
1883                         num_aio_resv_start--;
1884                         goto retryproc;
1885                 }
1886         } else {
1887                 ret = -1;
1888         }
1889         return (ret);
1890 }
1891
1892 static void
1893 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1894 {
1895         struct proc *userp = context;
1896
1897         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1898         while (--pending >= 0) {
1899                 if (aio_kick(userp))
1900                         break;
1901         }
1902         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1903 }
1904
1905 /*
1906  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1907  * released.
1908  */
1909 static int
1910 kern_aio_return(struct thread *td, struct aiocb *ujob, struct aiocb_ops *ops)
1911 {
1912         struct proc *p = td->td_proc;
1913         struct kaiocb *job;
1914         struct kaioinfo *ki;
1915         long status, error;
1916
1917         ki = p->p_aioinfo;
1918         if (ki == NULL)
1919                 return (EINVAL);
1920         AIO_LOCK(ki);
1921         TAILQ_FOREACH(job, &ki->kaio_done, plist) {
1922                 if (job->ujob == ujob)
1923                         break;
1924         }
1925         if (job != NULL) {
1926                 MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
1927                 status = job->uaiocb._aiocb_private.status;
1928                 error = job->uaiocb._aiocb_private.error;
1929                 td->td_retval[0] = status;
1930                 td->td_ru.ru_oublock += job->outblock;
1931                 td->td_ru.ru_inblock += job->inblock;
1932                 td->td_ru.ru_msgsnd += job->msgsnd;
1933                 td->td_ru.ru_msgrcv += job->msgrcv;
1934                 aio_free_entry(job);
1935                 AIO_UNLOCK(ki);
1936                 ops->store_error(ujob, error);
1937                 ops->store_status(ujob, status);
1938         } else {
1939                 error = EINVAL;
1940                 AIO_UNLOCK(ki);
1941         }
1942         return (error);
1943 }
1944
1945 int
1946 sys_aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1947 {
1948
1949         return (kern_aio_return(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
1950 }
1951
1952 /*
1953  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1954  */
1955 static int
1956 kern_aio_suspend(struct thread *td, int njoblist, struct aiocb **ujoblist,
1957     struct timespec *ts)
1958 {
1959         struct proc *p = td->td_proc;
1960         struct timeval atv;
1961         struct kaioinfo *ki;
1962         struct kaiocb *firstjob, *job;
1963         int error, i, timo;
1964
1965         timo = 0;
1966         if (ts) {
1967                 if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= 1000000000)
1968                         return (EINVAL);
1969
1970                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
1971                 if (itimerfix(&atv))
1972                         return (EINVAL);
1973                 timo = tvtohz(&atv);
1974         }
1975
1976         ki = p->p_aioinfo;
1977         if (ki == NULL)
1978                 return (EAGAIN);
1979
1980         if (njoblist == 0)
1981                 return (0);
1982
1983         AIO_LOCK(ki);
1984         for (;;) {
1985                 firstjob = NULL;
1986                 error = 0;
1987                 TAILQ_FOREACH(job, &ki->kaio_all, allist) {
1988                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1989                                 if (job->ujob == ujoblist[i]) {
1990                                         if (firstjob == NULL)
1991                                                 firstjob = job;
1992                                         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED)
1993                                                 goto RETURN;
1994                                 }
1995                         }
1996                 }
1997                 /* All tasks were finished. */
1998                 if (firstjob == NULL)
1999                         break;
2000
2001                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2002                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2003                     "aiospn", timo);
2004                 if (error == ERESTART)
2005                         error = EINTR;
2006                 if (error)
2007                         break;
2008         }
2009 RETURN:
2010         AIO_UNLOCK(ki);
2011         return (error);
2012 }
2013
2014 int
2015 sys_aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
2016 {
2017         struct timespec ts, *tsp;
2018         struct aiocb **ujoblist;
2019         int error;
2020
2021         if (uap->nent < 0 || uap->nent > max_aio_queue_per_proc)
2022                 return (EINVAL);
2023
2024         if (uap->timeout) {
2025                 /* Get timespec struct. */
2026                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
2027                         return (error);
2028                 tsp = &ts;
2029         } else
2030                 tsp = NULL;
2031
2032         ujoblist = malloc(uap->nent * sizeof(ujoblist[0]), M_AIO, M_WAITOK);
2033         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist, uap->nent * sizeof(ujoblist[0]));
2034         if (error == 0)
2035                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2036         free(ujoblist, M_AIO);
2037         return (error);
2038 }
2039
2040 /*
2041  * aio_cancel cancels any non-bio aio operations not currently in progress.
2042  */
2043 int
2044 sys_aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
2045 {
2046         struct proc *p = td->td_proc;
2047         struct kaioinfo *ki;
2048         struct kaiocb *job, *jobn;
2049         struct file *fp;
2050         int error;
2051         int cancelled = 0;
2052         int notcancelled = 0;
2053         struct vnode *vp;
2054
2055         /* Lookup file object. */
2056         error = fget(td, uap->fd, &cap_no_rights, &fp);
2057         if (error)
2058                 return (error);
2059
2060         ki = p->p_aioinfo;
2061         if (ki == NULL)
2062                 goto done;
2063
2064         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
2065                 vp = fp->f_vnode;
2066                 if (vn_isdisk(vp)) {
2067                         fdrop(fp, td);
2068                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2069                         return (0);
2070                 }
2071         }
2072
2073         AIO_LOCK(ki);
2074         TAILQ_FOREACH_SAFE(job, &ki->kaio_jobqueue, plist, jobn) {
2075                 if ((uap->fd == job->uaiocb.aio_fildes) &&
2076                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
2077                      (uap->aiocbp == job->ujob))) {
2078                         if (aio_cancel_job(p, ki, job)) {
2079                                 cancelled++;
2080                         } else {
2081                                 notcancelled++;
2082                         }
2083                         if (uap->aiocbp != NULL)
2084                                 break;
2085                 }
2086         }
2087         AIO_UNLOCK(ki);
2088
2089 done:
2090         fdrop(fp, td);
2091
2092         if (uap->aiocbp != NULL) {
2093                 if (cancelled) {
2094                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2095                         return (0);
2096                 }
2097         }
2098
2099         if (notcancelled) {
2100                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2101                 return (0);
2102         }
2103
2104         if (cancelled) {
2105                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2106                 return (0);
2107         }
2108
2109         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
2110
2111         return (0);
2112 }
2113
2114 /*
2115  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
2116  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
2117  * a userland subroutine.
2118  */
2119 static int
2120 kern_aio_error(struct thread *td, struct aiocb *ujob, struct aiocb_ops *ops)
2121 {
2122         struct proc *p = td->td_proc;
2123         struct kaiocb *job;
2124         struct kaioinfo *ki;
2125         int status;
2126
2127         ki = p->p_aioinfo;
2128         if (ki == NULL) {
2129                 td->td_retval[0] = EINVAL;
2130                 return (0);
2131         }
2132
2133         AIO_LOCK(ki);
2134         TAILQ_FOREACH(job, &ki->kaio_all, allist) {
2135                 if (job->ujob == ujob) {
2136                         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED)
2137                                 td->td_retval[0] =
2138                                         job->uaiocb._aiocb_private.error;
2139                         else
2140                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
2141                         AIO_UNLOCK(ki);
2142                         return (0);
2143                 }
2144         }
2145         AIO_UNLOCK(ki);
2146
2147         /*
2148          * Hack for failure of aio_aqueue.
2149          */
2150         status = ops->fetch_status(ujob);
2151         if (status == -1) {
2152                 td->td_retval[0] = ops->fetch_error(ujob);
2153                 return (0);
2154         }
2155
2156         td->td_retval[0] = EINVAL;
2157         return (0);
2158 }
2159
2160 int
2161 sys_aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
2162 {
2163
2164         return (kern_aio_error(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2165 }
2166
2167 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
2168 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2169 int
2170 freebsd6_aio_read(struct thread *td, struct freebsd6_aio_read_args *uap)
2171 {
2172
2173         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2174             &aiocb_ops_osigevent));
2175 }
2176 #endif
2177
2178 int
2179 sys_aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
2180 {
2181
2182         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, &aiocb_ops));
2183 }
2184
2185 int
2186 sys_aio_readv(struct thread *td, struct aio_readv_args *uap)
2187 {
2188
2189         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READV, &aiocb_ops));
2190 }
2191
2192 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
2193 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2194 int
2195 freebsd6_aio_write(struct thread *td, struct freebsd6_aio_write_args *uap)
2196 {
2197
2198         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2199             &aiocb_ops_osigevent));
2200 }
2201 #endif
2202
2203 int
2204 sys_aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
2205 {
2206
2207         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, &aiocb_ops));
2208 }
2209
2210 int
2211 sys_aio_writev(struct thread *td, struct aio_writev_args *uap)
2212 {
2213
2214         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITEV, &aiocb_ops));
2215 }
2216
2217 int
2218 sys_aio_mlock(struct thread *td, struct aio_mlock_args *uap)
2219 {
2220
2221         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK, &aiocb_ops));
2222 }
2223
2224 static int
2225 kern_lio_listio(struct thread *td, int mode, struct aiocb * const *uacb_list,
2226     struct aiocb **acb_list, int nent, struct sigevent *sig,
2227     struct aiocb_ops *ops)
2228 {
2229         struct proc *p = td->td_proc;
2230         struct aiocb *job;
2231         struct kaioinfo *ki;
2232         struct aioliojob *lj;
2233         struct kevent kev;
2234         int error;
2235         int nagain, nerror;
2236         int i;
2237
2238         if ((mode != LIO_NOWAIT) && (mode != LIO_WAIT))
2239                 return (EINVAL);
2240
2241         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
2242                 return (EINVAL);
2243
2244         if (p->p_aioinfo == NULL)
2245                 aio_init_aioinfo(p);
2246
2247         ki = p->p_aioinfo;
2248
2249         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
2250         lj->lioj_flags = 0;
2251         lj->lioj_count = 0;
2252         lj->lioj_finished_count = 0;
2253         lj->lioj_signal.sigev_notify = SIGEV_NONE;
2254         knlist_init_mtx(&lj->klist, AIO_MTX(ki));
2255         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
2256
2257         /*
2258          * Setup signal.
2259          */
2260         if (sig && (mode == LIO_NOWAIT)) {
2261                 bcopy(sig, &lj->lioj_signal, sizeof(lj->lioj_signal));
2262                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2263                         /* Assume only new style KEVENT */
2264                         memset(&kev, 0, sizeof(kev));
2265                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2266                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2267                         kev.ident = (uintptr_t)uacb_list; /* something unique */
2268                         kev.data = (intptr_t)lj;
2269                         /* pass user defined sigval data */
2270                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2271                         error = kqfd_register(
2272                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td,
2273                             M_WAITOK);
2274                         if (error) {
2275                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2276                                 return (error);
2277                         }
2278                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2279                         ;
2280                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2281                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2282                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2283                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2284                                         return EINVAL;
2285                                 }
2286                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2287                 } else {
2288                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2289                         return EINVAL;
2290                 }
2291         }
2292
2293         AIO_LOCK(ki);
2294         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2295         /*
2296          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2297          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2298          * and prevent event from being sent until we have queued
2299          * all tasks.
2300          */
2301         lj->lioj_count = 1;
2302         AIO_UNLOCK(ki);
2303
2304         /*
2305          * Get pointers to the list of I/O requests.
2306          */
2307         nagain = 0;
2308         nerror = 0;
2309         for (i = 0; i < nent; i++) {
2310                 job = acb_list[i];
2311                 if (job != NULL) {
2312                         error = aio_aqueue(td, job, lj, LIO_NOP, ops);
2313                         if (error == EAGAIN)
2314                                 nagain++;
2315                         else if (error != 0)
2316                                 nerror++;
2317                 }
2318         }
2319
2320         error = 0;
2321         AIO_LOCK(ki);
2322         if (mode == LIO_WAIT) {
2323                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2324                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2325                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2326                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2327                         if (error == ERESTART)
2328                                 error = EINTR;
2329                         if (error)
2330                                 break;
2331                 }
2332         } else {
2333                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2334                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2335                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2336                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2337                         }
2338                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL |
2339                             LIOJ_SIGNAL_POSTED)) == LIOJ_SIGNAL &&
2340                             (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2341                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2342                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi,
2343                                     lj->lioj_count != 1);
2344                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2345                         }
2346                 }
2347         }
2348         lj->lioj_count--;
2349         if (lj->lioj_count == 0) {
2350                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2351                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2352                 PROC_LOCK(p);
2353                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2354                 PROC_UNLOCK(p);
2355                 AIO_UNLOCK(ki);
2356                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2357         } else
2358                 AIO_UNLOCK(ki);
2359
2360         if (nerror)
2361                 return (EIO);
2362         else if (nagain)
2363                 return (EAGAIN);
2364         else
2365                 return (error);
2366 }
2367
2368 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2369 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2370 int
2371 freebsd6_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd6_lio_listio_args *uap)
2372 {
2373         struct aiocb **acb_list;
2374         struct sigevent *sigp, sig;
2375         struct osigevent osig;
2376         int error, nent;
2377
2378         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2379                 return (EINVAL);
2380
2381         nent = uap->nent;
2382         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
2383                 return (EINVAL);
2384
2385         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2386                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2387                 if (error)
2388                         return (error);
2389                 error = convert_old_sigevent(&osig, &sig);
2390                 if (error)
2391                         return (error);
2392                 sigp = &sig;
2393         } else
2394                 sigp = NULL;
2395
2396         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2397         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2398         if (error == 0)
2399                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2400                     (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2401                     &aiocb_ops_osigevent);
2402         free(acb_list, M_LIO);
2403         return (error);
2404 }
2405 #endif
2406
2407 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2408 int
2409 sys_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
2410 {
2411         struct aiocb **acb_list;
2412         struct sigevent *sigp, sig;
2413         int error, nent;
2414
2415         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2416                 return (EINVAL);
2417
2418         nent = uap->nent;
2419         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
2420                 return (EINVAL);
2421
2422         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2423                 error = copyin(uap->sig, &sig, sizeof(sig));
2424                 if (error)
2425                         return (error);
2426                 sigp = &sig;
2427         } else
2428                 sigp = NULL;
2429
2430         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2431         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2432         if (error == 0)
2433                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode, uap->acb_list, acb_list,
2434                     nent, sigp, &aiocb_ops);
2435         free(acb_list, M_LIO);
2436         return (error);
2437 }
2438
2439 static void
2440 aio_biocleanup(struct bio *bp)
2441 {
2442         struct kaiocb *job = (struct kaiocb *)bp->bio_caller1;
2443         struct kaioinfo *ki;
2444         struct buf *pbuf = (struct buf *)bp->bio_caller2;
2445
2446         /* Release mapping into kernel space. */
2447         if (pbuf != NULL) {
2448                 MPASS(pbuf->b_npages <= atop(maxphys) + 1);
2449                 pmap_qremove((vm_offset_t)pbuf->b_data, pbuf->b_npages);
2450                 vm_page_unhold_pages(pbuf->b_pages, pbuf->b_npages);
2451                 uma_zfree(pbuf_zone, pbuf);
2452                 atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2453                 ki = job->userproc->p_aioinfo;
2454                 AIO_LOCK(ki);
2455                 ki->kaio_buffer_count--;
2456                 AIO_UNLOCK(ki);
2457         } else {
2458                 MPASS(bp->bio_ma_n <= atop(maxphys) + 1);
2459                 vm_page_unhold_pages(bp->bio_ma, bp->bio_ma_n);
2460                 free(bp->bio_ma, M_TEMP);
2461                 atomic_subtract_int(&num_unmapped_aio, 1);
2462         }
2463         g_destroy_bio(bp);
2464 }
2465
2466 static void
2467 aio_biowakeup(struct bio *bp)
2468 {
2469         struct kaiocb *job = (struct kaiocb *)bp->bio_caller1;
2470         size_t nbytes;
2471         long bcount = bp->bio_bcount;
2472         long resid = bp->bio_resid;
2473         int error, opcode, nblks;
2474         int bio_error = bp->bio_error;
2475         uint16_t flags = bp->bio_flags;
2476
2477         opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode;
2478
2479         aio_biocleanup(bp);
2480
2481         nbytes =bcount - resid;
2482         atomic_add_acq_long(&job->nbytes, nbytes);
2483         nblks = btodb(nbytes);
2484         error = 0;
2485         /*
2486          * If multiple bios experienced an error, the job will reflect the
2487          * error of whichever failed bio completed last.
2488          */
2489         if (flags & BIO_ERROR)
2490                 atomic_set_int(&job->error, bio_error);
2491         if (opcode & LIO_WRITE)
2492                 atomic_add_int(&job->outblock, nblks);
2493         else
2494                 atomic_add_int(&job->inblock, nblks);
2495         atomic_subtract_int(&job->nbio, 1);
2496
2497
2498         if (atomic_load_int(&job->nbio) == 0) {
2499                 if (atomic_load_int(&job->error))
2500                         aio_complete(job, -1, job->error);
2501                 else
2502                         aio_complete(job, atomic_load_long(&job->nbytes), 0);
2503         }
2504 }
2505
2506 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2507 static int
2508 kern_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aiocb **ujobp,
2509     struct timespec *ts, struct aiocb_ops *ops)
2510 {
2511         struct proc *p = td->td_proc;
2512         struct timeval atv;
2513         struct kaioinfo *ki;
2514         struct kaiocb *job;
2515         struct aiocb *ujob;
2516         long error, status;
2517         int timo;
2518
2519         ops->store_aiocb(ujobp, NULL);
2520
2521         if (ts == NULL) {
2522                 timo = 0;
2523         } else if (ts->tv_sec == 0 && ts->tv_nsec == 0) {
2524                 timo = -1;
2525         } else {
2526                 if ((ts->tv_nsec < 0) || (ts->tv_nsec >= 1000000000))
2527                         return (EINVAL);
2528
2529                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
2530                 if (itimerfix(&atv))
2531                         return (EINVAL);
2532                 timo = tvtohz(&atv);
2533         }
2534
2535         if (p->p_aioinfo == NULL)
2536                 aio_init_aioinfo(p);
2537         ki = p->p_aioinfo;
2538
2539         error = 0;
2540         job = NULL;
2541         AIO_LOCK(ki);
2542         while ((job = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2543                 if (timo == -1) {
2544                         error = EWOULDBLOCK;
2545                         break;
2546                 }
2547                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2548                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2549                     "aiowc", timo);
2550                 if (timo && error == ERESTART)
2551                         error = EINTR;
2552                 if (error)
2553                         break;
2554         }
2555
2556         if (job != NULL) {
2557                 MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
2558                 ujob = job->ujob;
2559                 status = job->uaiocb._aiocb_private.status;
2560                 error = job->uaiocb._aiocb_private.error;
2561                 td->td_retval[0] = status;
2562                 td->td_ru.ru_oublock += job->outblock;
2563                 td->td_ru.ru_inblock += job->inblock;
2564                 td->td_ru.ru_msgsnd += job->msgsnd;
2565                 td->td_ru.ru_msgrcv += job->msgrcv;
2566                 aio_free_entry(job);
2567                 AIO_UNLOCK(ki);
2568                 ops->store_aiocb(ujobp, ujob);
2569                 ops->store_error(ujob, error);
2570                 ops->store_status(ujob, status);
2571         } else
2572                 AIO_UNLOCK(ki);
2573
2574         return (error);
2575 }
2576
2577 int
2578 sys_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2579 {
2580         struct timespec ts, *tsp;
2581         int error;
2582
2583         if (uap->timeout) {
2584                 /* Get timespec struct. */
2585                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2586                 if (error)
2587                         return (error);
2588                 tsp = &ts;
2589         } else
2590                 tsp = NULL;
2591
2592         return (kern_aio_waitcomplete(td, uap->aiocbp, tsp, &aiocb_ops));
2593 }
2594
2595 static int
2596 kern_aio_fsync(struct thread *td, int op, struct aiocb *ujob,
2597     struct aiocb_ops *ops)
2598 {
2599         int listop;
2600
2601         switch (op) {
2602         case O_SYNC:
2603                 listop = LIO_SYNC;
2604                 break;
2605         case O_DSYNC:
2606                 listop = LIO_DSYNC;
2607                 break;
2608         default:
2609                 return (EINVAL);
2610         }
2611
2612         return (aio_aqueue(td, ujob, NULL, listop, ops));
2613 }
2614
2615 int
2616 sys_aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2617 {
2618
2619         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2620 }
2621
2622 /* kqueue attach function */
2623 static int
2624 filt_aioattach(struct knote *kn)
2625 {
2626         struct kaiocb *job;
2627
2628         job = (struct kaiocb *)(uintptr_t)kn->kn_sdata;
2629
2630         /*
2631          * The job pointer must be validated before using it, so
2632          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2633          * set EV_FLAG1.
2634          */
2635         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2636                 return (EPERM);
2637         kn->kn_ptr.p_aio = job;
2638         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2639
2640         knlist_add(&job->klist, kn, 0);
2641
2642         return (0);
2643 }
2644
2645 /* kqueue detach function */
2646 static void
2647 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2648 {
2649         struct knlist *knl;
2650
2651         knl = &kn->kn_ptr.p_aio->klist;
2652         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2653         if (!knlist_empty(knl))
2654                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2655         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2656 }
2657
2658 /* kqueue filter function */
2659 /*ARGSUSED*/
2660 static int
2661 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2662 {
2663         struct kaiocb *job = kn->kn_ptr.p_aio;
2664
2665         kn->kn_data = job->uaiocb._aiocb_private.error;
2666         if (!(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED))
2667                 return (0);
2668         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2669         return (1);
2670 }
2671
2672 /* kqueue attach function */
2673 static int
2674 filt_lioattach(struct knote *kn)
2675 {
2676         struct aioliojob *lj;
2677
2678         lj = (struct aioliojob *)(uintptr_t)kn->kn_sdata;
2679
2680         /*
2681          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2682          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2683          * set EV_FLAG1.
2684          */
2685         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2686                 return (EPERM);
2687         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2688         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2689
2690         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2691
2692         return (0);
2693 }
2694
2695 /* kqueue detach function */
2696 static void
2697 filt_liodetach(struct knote *kn)
2698 {
2699         struct knlist *knl;
2700
2701         knl = &kn->kn_ptr.p_lio->klist;
2702         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2703         if (!knlist_empty(knl))
2704                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2705         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2706 }
2707
2708 /* kqueue filter function */
2709 /*ARGSUSED*/
2710 static int
2711 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2712 {
2713         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2714
2715         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2716 }
2717
2718 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2719 #include <sys/mount.h>
2720 #include <sys/socket.h>
2721 #include <sys/sysent.h>
2722 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
2723 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
2724 #include <compat/freebsd32/freebsd32_signal.h>
2725 #include <compat/freebsd32/freebsd32_syscall.h>
2726 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
2727
2728 struct __aiocb_private32 {
2729         int32_t status;
2730         int32_t error;
2731         uint32_t kernelinfo;
2732 };
2733
2734 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2735 typedef struct oaiocb32 {
2736         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
2737         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2738         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2739         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2740         struct  osigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2741         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2742         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2743         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2744 } oaiocb32_t;
2745 #endif
2746
2747 typedef struct aiocb32 {
2748         int32_t aio_fildes;             /* File descriptor */
2749         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2750         uint32_t aio_buf;       /* I/O buffer in process space */
2751         uint32_t aio_nbytes;    /* Number of bytes for I/O */
2752         int     __spare__[2];
2753         uint32_t __spare2__;
2754         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2755         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2756         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2757         struct  sigevent32 aio_sigevent;        /* Signal to deliver */
2758 } aiocb32_t;
2759
2760 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2761 static int
2762 convert_old_sigevent32(struct osigevent32 *osig, struct sigevent *nsig)
2763 {
2764
2765         /*
2766          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
2767          * supported by AIO with the old sigevent structure.
2768          */
2769         CP(*osig, *nsig, sigev_notify);
2770         switch (nsig->sigev_notify) {
2771         case SIGEV_NONE:
2772                 break;
2773         case SIGEV_SIGNAL:
2774                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
2775                 break;
2776         case SIGEV_KEVENT:
2777                 nsig->sigev_notify_kqueue =
2778                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
2779                 PTRIN_CP(*osig, *nsig, sigev_value.sival_ptr);
2780                 break;
2781         default:
2782                 return (EINVAL);
2783         }
2784         return (0);
2785 }
2786
2787 static int
2788 aiocb32_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob,
2789     int type __unused)
2790 {
2791         struct oaiocb32 job32;
2792         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
2793         int error;
2794
2795         bzero(kcb, sizeof(struct aiocb));
2796         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2797         if (error)
2798                 return (error);
2799
2800         /* No need to copyin aio_iov, because it did not exist in FreeBSD 6 */
2801
2802         CP(job32, *kcb, aio_fildes);
2803         CP(job32, *kcb, aio_offset);
2804         PTRIN_CP(job32, *kcb, aio_buf);
2805         CP(job32, *kcb, aio_nbytes);
2806         CP(job32, *kcb, aio_lio_opcode);
2807         CP(job32, *kcb, aio_reqprio);
2808         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.status);
2809         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.error);
2810         PTRIN_CP(job32, *kcb, _aiocb_private.kernelinfo);
2811         return (convert_old_sigevent32(&job32.aio_sigevent,
2812             &kcb->aio_sigevent));
2813 }
2814 #endif
2815
2816 static int
2817 aiocb32_copyin(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob, int type)
2818 {
2819         struct aiocb32 job32;
2820         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
2821         struct iovec32 *iov32;
2822         int error;
2823
2824         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2825         if (error)
2826                 return (error);
2827         CP(job32, *kcb, aio_fildes);
2828         CP(job32, *kcb, aio_offset);
2829         CP(job32, *kcb, aio_lio_opcode);
2830         if (type & LIO_VECTORED) {
2831                 iov32 = PTRIN(job32.aio_iov);
2832                 CP(job32, *kcb, aio_iovcnt);
2833                 /* malloc a uio and copy in the iovec */
2834                 error = freebsd32_copyinuio(iov32,
2835                     kcb->aio_iovcnt, &kjob->uiop);
2836                 if (error)
2837                         return (error);
2838         } else {
2839                 PTRIN_CP(job32, *kcb, aio_buf);
2840                 CP(job32, *kcb, aio_nbytes);
2841         }
2842         CP(job32, *kcb, aio_reqprio);
2843         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.status);
2844         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.error);
2845         PTRIN_CP(job32, *kcb, _aiocb_private.kernelinfo);
2846         error = convert_sigevent32(&job32.aio_sigevent, &kcb->aio_sigevent);
2847
2848         return (error);
2849 }
2850
2851 static long
2852 aiocb32_fetch_status(struct aiocb *ujob)
2853 {
2854         struct aiocb32 *ujob32;
2855
2856         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2857         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.status));
2858 }
2859
2860 static long
2861 aiocb32_fetch_error(struct aiocb *ujob)
2862 {
2863         struct aiocb32 *ujob32;
2864
2865         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2866         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.error));
2867 }
2868
2869 static int
2870 aiocb32_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
2871 {
2872         struct aiocb32 *ujob32;
2873
2874         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2875         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.status, status));
2876 }
2877
2878 static int
2879 aiocb32_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
2880 {
2881         struct aiocb32 *ujob32;
2882
2883         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2884         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.error, error));
2885 }
2886
2887 static int
2888 aiocb32_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
2889 {
2890         struct aiocb32 *ujob32;
2891
2892         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2893         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
2894 }
2895
2896 static int
2897 aiocb32_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
2898 {
2899
2900         return (suword32(ujobp, (long)ujob));
2901 }
2902
2903 static struct aiocb_ops aiocb32_ops = {
2904         .aio_copyin = aiocb32_copyin,
2905         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2906         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2907         .store_status = aiocb32_store_status,
2908         .store_error = aiocb32_store_error,
2909         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2910         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2911 };
2912
2913 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2914 static struct aiocb_ops aiocb32_ops_osigevent = {
2915         .aio_copyin = aiocb32_copyin_old_sigevent,
2916         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2917         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2918         .store_status = aiocb32_store_status,
2919         .store_error = aiocb32_store_error,
2920         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2921         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2922 };
2923 #endif
2924
2925 int
2926 freebsd32_aio_return(struct thread *td, struct freebsd32_aio_return_args *uap)
2927 {
2928
2929         return (kern_aio_return(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2930 }
2931
2932 int
2933 freebsd32_aio_suspend(struct thread *td, struct freebsd32_aio_suspend_args *uap)
2934 {
2935         struct timespec32 ts32;
2936         struct timespec ts, *tsp;
2937         struct aiocb **ujoblist;
2938         uint32_t *ujoblist32;
2939         int error, i;
2940
2941         if (uap->nent < 0 || uap->nent > max_aio_queue_per_proc)
2942                 return (EINVAL);
2943
2944         if (uap->timeout) {
2945                 /* Get timespec struct. */
2946                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32))) != 0)
2947                         return (error);
2948                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2949                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2950                 tsp = &ts;
2951         } else
2952                 tsp = NULL;
2953
2954         ujoblist = malloc(uap->nent * sizeof(ujoblist[0]), M_AIO, M_WAITOK);
2955         ujoblist32 = (uint32_t *)ujoblist;
2956         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist32, uap->nent *
2957             sizeof(ujoblist32[0]));
2958         if (error == 0) {
2959                 for (i = uap->nent - 1; i >= 0; i--)
2960                         ujoblist[i] = PTRIN(ujoblist32[i]);
2961
2962                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2963         }
2964         free(ujoblist, M_AIO);
2965         return (error);
2966 }
2967
2968 int
2969 freebsd32_aio_error(struct thread *td, struct freebsd32_aio_error_args *uap)
2970 {
2971
2972         return (kern_aio_error(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2973 }
2974
2975 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2976 int
2977 freebsd6_freebsd32_aio_read(struct thread *td,
2978     struct freebsd6_freebsd32_aio_read_args *uap)
2979 {
2980
2981         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2982             &aiocb32_ops_osigevent));
2983 }
2984 #endif
2985
2986 int
2987 freebsd32_aio_read(struct thread *td, struct freebsd32_aio_read_args *uap)
2988 {
2989
2990         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2991             &aiocb32_ops));
2992 }
2993
2994 int
2995 freebsd32_aio_readv(struct thread *td, struct freebsd32_aio_readv_args *uap)
2996 {
2997
2998         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READV,
2999             &aiocb32_ops));
3000 }
3001
3002 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
3003 int
3004 freebsd6_freebsd32_aio_write(struct thread *td,
3005     struct freebsd6_freebsd32_aio_write_args *uap)
3006 {
3007
3008         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
3009             &aiocb32_ops_osigevent));
3010 }
3011 #endif
3012
3013 int
3014 freebsd32_aio_write(struct thread *td, struct freebsd32_aio_write_args *uap)
3015 {
3016
3017         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
3018             &aiocb32_ops));
3019 }
3020
3021 int
3022 freebsd32_aio_writev(struct thread *td, struct freebsd32_aio_writev_args *uap)
3023 {
3024
3025         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITEV,
3026             &aiocb32_ops));
3027 }
3028
3029 int
3030 freebsd32_aio_mlock(struct thread *td, struct freebsd32_aio_mlock_args *uap)
3031 {
3032
3033         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK,
3034             &aiocb32_ops));
3035 }
3036
3037 int
3038 freebsd32_aio_waitcomplete(struct thread *td,
3039     struct freebsd32_aio_waitcomplete_args *uap)
3040 {
3041         struct timespec32 ts32;
3042         struct timespec ts, *tsp;
3043         int error;
3044
3045         if (uap->timeout) {
3046                 /* Get timespec struct. */
3047                 error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32));
3048                 if (error)
3049                         return (error);
3050                 CP(ts32, ts, tv_sec);
3051                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
3052                 tsp = &ts;
3053         } else
3054                 tsp = NULL;
3055
3056         return (kern_aio_waitcomplete(td, (struct aiocb **)uap->aiocbp, tsp,
3057             &aiocb32_ops));
3058 }
3059
3060 int
3061 freebsd32_aio_fsync(struct thread *td, struct freebsd32_aio_fsync_args *uap)
3062 {
3063
3064         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, (struct aiocb *)uap->aiocbp,
3065             &aiocb32_ops));
3066 }
3067
3068 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
3069 int
3070 freebsd6_freebsd32_lio_listio(struct thread *td,
3071     struct freebsd6_freebsd32_lio_listio_args *uap)
3072 {
3073         struct aiocb **acb_list;
3074         struct sigevent *sigp, sig;
3075         struct osigevent32 osig;
3076         uint32_t *acb_list32;
3077         int error, i, nent;
3078
3079         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
3080                 return (EINVAL);
3081
3082         nent = uap->nent;
3083         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
3084                 return (EINVAL);
3085
3086         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
3087                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
3088                 if (error)
3089                         return (error);
3090                 error = convert_old_sigevent32(&osig, &sig);
3091                 if (error)
3092                         return (error);
3093                 sigp = &sig;
3094         } else
3095                 sigp = NULL;
3096
3097         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3098         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3099         if (error) {
3100                 free(acb_list32, M_LIO);
3101                 return (error);
3102         }
3103         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3104         for (i = 0; i < nent; i++)
3105                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3106         free(acb_list32, M_LIO);
3107
3108         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3109             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3110             &aiocb32_ops_osigevent);
3111         free(acb_list, M_LIO);
3112         return (error);
3113 }
3114 #endif
3115
3116 int
3117 freebsd32_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_lio_listio_args *uap)
3118 {
3119         struct aiocb **acb_list;
3120         struct sigevent *sigp, sig;
3121         struct sigevent32 sig32;
3122         uint32_t *acb_list32;
3123         int error, i, nent;
3124
3125         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
3126                 return (EINVAL);
3127
3128         nent = uap->nent;
3129         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
3130                 return (EINVAL);
3131
3132         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
3133                 error = copyin(uap->sig, &sig32, sizeof(sig32));
3134                 if (error)
3135                         return (error);
3136                 error = convert_sigevent32(&sig32, &sig);
3137                 if (error)
3138                         return (error);
3139                 sigp = &sig;
3140         } else
3141                 sigp = NULL;
3142
3143         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3144         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3145         if (error) {
3146                 free(acb_list32, M_LIO);
3147                 return (error);
3148         }
3149         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3150         for (i = 0; i < nent; i++)
3151                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3152         free(acb_list32, M_LIO);
3153
3154         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3155             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3156             &aiocb32_ops);
3157         free(acb_list, M_LIO);
3158         return (error);
3159 }
3160
3161 #endif