sys/kern/vfs_aio.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
  10  *    derived from this software without specific prior written permission.
  11  *
  12  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
  13  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
  14  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
  15  */
  16
  17 /*
  18  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
  19  */
  20
  21 #include <sys/cdefs.h>
  22 __FBSDID("$FreeBSD$");
  23
  24 #include <sys/param.h>
  25 #include <sys/systm.h>
  26 #include <sys/malloc.h>
  27 #include <sys/bio.h>
  28 #include <sys/buf.h>
  29 #include <sys/eventhandler.h>
  30 #include <sys/sysproto.h>
  31 #include <sys/filedesc.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/module.h>
  34 #include <sys/kthread.h>
  35 #include <sys/fcntl.h>
  36 #include <sys/file.h>
  37 #include <sys/limits.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/mutex.h>
  40 #include <sys/unistd.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/resourcevar.h>
  43 #include <sys/signalvar.h>
  44 #include <sys/protosw.h>
  45 #include <sys/socketvar.h>
  46 #include <sys/syscall.h>
  47 #include <sys/sysent.h>
  48 #include <sys/sysctl.h>
  49 #include <sys/sx.h>
  50 #include <sys/vnode.h>
  51 #include <sys/conf.h>
  52 #include <sys/event.h>
  53
  54 #include <posix4/posix4.h>
  55 #include <vm/vm.h>
  56 #include <vm/vm_extern.h>
  57 #include <vm/pmap.h>
  58 #include <vm/vm_map.h>
  59 #include <vm/uma.h>
  60 #include <sys/aio.h>
  61
  62 #include "opt_vfs_aio.h"
  63
  64 NET_NEEDS_GIANT("aio");
  65
  66 /*
  67  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
  68  * overflow.
  69  */
  70 static  long jobrefid;
  71
  72 #define JOBST_NULL              0x0
  73 #define JOBST_JOBQGLOBAL        0x2
  74 #define JOBST_JOBRUNNING        0x3
  75 #define JOBST_JOBFINISHED       0x4
  76 #define JOBST_JOBQBUF           0x5
  77 #define JOBST_JOBBFINISHED      0x6
  78
  79 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
  80 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
  81 #endif
  82
  83 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
  84 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  85 #endif
  86
  87 #ifndef MAX_AIO_PROCS
  88 #define MAX_AIO_PROCS           32
  89 #endif
  90
  91 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
  92 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  93 #endif
  94
  95 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
  96 #define TARGET_AIO_PROCS        4
  97 #endif
  98
  99 #ifndef MAX_BUF_AIO
 100 #define MAX_BUF_AIO             16
 101 #endif
 102
 103 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
 104 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
 105 #endif
 106
 107 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
 108 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
 109 #endif
 110
 111 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
 112
 113 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
 114 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
 115         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
 116         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
 117
 118 static int num_aio_procs = 0;
 119 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
 120         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
 121         "Number of presently active kernel threads for async IO");
 122
 123 /*
 124  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
 125  * number when it gets a chance.
 126  */
 127 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
 128 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
 129         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
 130
 131 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
 132 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
 133     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
 134
 135 static int num_queue_count = 0;
 136 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
 137     "Number of queued aio requests");
 138
 139 static int num_buf_aio = 0;
 140 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
 141     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
 142
 143 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
 144 /* XXX This should be local to _aio_aqueue() */
 145 static int num_aio_resv_start = 0;
 146
 147 static int aiod_timeout;
 148 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
 149     "Timeout value for synchronous aio operations");
 150
 151 static int aiod_lifetime;
 152 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
 153     "Maximum lifetime for idle aiod");
 154
 155 static int unloadable = 0;
 156 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
 157     "Allow unload of aio (not recommended)");
 158
 159
 160 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
 161 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
 162     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
 163
 164 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
 165 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
 166     &max_aio_queue_per_proc, 0,
 167     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
 168
 169 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
 170 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
 171     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
 172
 173 struct aiocblist {
 174         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* List of jobs */
 175         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* List of jobs for proc */
 176         int     jobflags;
 177         int     jobstate;
 178         int     inputcharge;
 179         int     outputcharge;
 180         struct  buf *bp;                /* Buffer pointer */
 181         struct  proc *userproc;         /* User process */ /* Not td! */
 182         struct  ucred *cred;            /* Active credential when created */
 183         struct  file *fd_file;          /* Pointer to file structure */
 184         struct  aio_liojob *lio;        /* Optional lio job */
 185         struct  aiocb *uuaiocb;         /* Pointer in userspace of aiocb */
 186         struct  knlist klist;           /* list of knotes */
 187         struct  aiocb uaiocb;           /* Kernel I/O control block */
 188 };
 189
 190 /* jobflags */
 191 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x4
 192 #define AIOCBLIST_DONE          0x10
 193
 194 /*
 195  * AIO process info
 196  */
 197 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
 198
 199 struct aiothreadlist {
 200         int aiothreadflags;                     /* AIO proc flags */
 201         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* List of processes */
 202         struct thread *aiothread;               /* The AIO thread */
 203 };
 204
 205 /*
 206  * data-structure for lio signal management
 207  */
 208 struct aio_liojob {
 209         int     lioj_flags;
 210         int     lioj_buffer_count;
 211         int     lioj_buffer_finished_count;
 212         int     lioj_queue_count;
 213         int     lioj_queue_finished_count;
 214         struct  sigevent lioj_signal;   /* signal on all I/O done */
 215         TAILQ_ENTRY(aio_liojob) lioj_list;
 216 };
 217 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
 218 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
 219
 220 /*
 221  * per process aio data structure
 222  */
 223 struct kaioinfo {
 224         int     kaio_flags;             /* per process kaio flags */
 225         int     kaio_maxactive_count;   /* maximum number of AIOs */
 226         int     kaio_active_count;      /* number of currently used AIOs */
 227         int     kaio_qallowed_count;    /* maxiumu size of AIO queue */
 228         int     kaio_queue_count;       /* size of AIO queue */
 229         int     kaio_ballowed_count;    /* maximum number of buffers */
 230         int     kaio_queue_finished_count; /* number of daemon jobs finished */
 231         int     kaio_buffer_count;      /* number of physio buffers */
 232         int     kaio_buffer_finished_count; /* count of I/O done */
 233         TAILQ_HEAD(,aio_liojob) kaio_liojoblist; /* list of lio jobs */
 234         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* job queue for process */
 235         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobdone;    /* done queue for process */
 236         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* buffer job queue for process */
 237         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufdone;    /* buffer done queue for process */
 238         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* queue for aios waiting on sockets */
 239 };
 240
 241 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
 242 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
 243
 244 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* Idle daemons */
 245 static struct mtx aio_freeproc_mtx;
 246
 247 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* Async job list */
 248
 249 static void     aio_init_aioinfo(struct proc *p);
 250 static void     aio_onceonly(void);
 251 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
 252 static void     aio_process(struct aiocblist *aiocbe);
 253 static int      aio_newproc(void);
 254 static int      aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, int type);
 255 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
 256 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
 257 static int      aio_fphysio(struct aiocblist *aiocbe);
 258 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
 259 static void     aio_daemon(void *uproc);
 260 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
 261 static int      aio_unload(void);
 262 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
 263 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
 264 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
 265
 266 /*
 267  * Zones for:
 268  *      kaio    Per process async io info
 269  *      aiop    async io thread data
 270  *      aiocb   async io jobs
 271  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
 272  *      aiolio  list io jobs
 273  */
 274 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
 275
 276 /* kqueue filters for aio */
 277 static struct filterops aio_filtops =
 278         { 0, filt_aioattach, filt_aiodetach, filt_aio };
 279
 280 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
 281
 282 /*
 283  * Main operations function for use as a kernel module.
 284  */
 285 static int
 286 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
 287 {
 288         int error = 0;
 289
 290         switch (cmd) {
 291         case MOD_LOAD:
 292                 aio_onceonly();
 293                 break;
 294         case MOD_UNLOAD:
 295                 error = aio_unload();
 296                 break;
 297         case MOD_SHUTDOWN:
 298                 break;
 299         default:
 300                 error = EINVAL;
 301                 break;
 302         }
 303         return (error);
 304 }
 305
 306 static moduledata_t aio_mod = {
 307         "aio",
 308         &aio_modload,
 309         NULL
 310 };
 311
 312 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_return);
 313 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_suspend);
 314 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_cancel);
 315 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_error);
 316 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_read);
 317 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_write);
 318 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_waitcomplete);
 319 SYSCALL_MODULE_HELPER(lio_listio);
 320
 321 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
 322         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
 323 MODULE_VERSION(aio, 1);
 324
 325 /*
 326  * Startup initialization
 327  */
 328 static void
 329 aio_onceonly(void)
 330 {
 331
 332         /* XXX: should probably just use so->callback */
 333         aio_swake = &aio_swake_cb;
 334         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
 335             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 336         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown, NULL,
 337             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 338         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
 339         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
 340         mtx_init(&aio_freeproc_mtx, "aio_freeproc", NULL, MTX_DEF);
 341         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
 342         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
 343             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 344         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
 345             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 346         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
 347             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 348         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
 349             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 350         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aio_liojob), NULL,
 351             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 352         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
 353         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
 354         jobrefid = 1;
 355         async_io_version = _POSIX_VERSION;
 356         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
 357         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
 358         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Callback for unload of AIO when used as a module.
 363  */
 364 static int
 365 aio_unload(void)
 366 {
 367         int error;
 368
 369         /*
 370          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
 371          * perhaps we could do it if locked out callers and then
 372          * did an aio_proc_rundown() on each process.
 373          */
 374         if (!unloadable)
 375                 return (EOPNOTSUPP);
 376
 377         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
 378         if (error)
 379                 return error;
 380
 381         async_io_version = 0;
 382         aio_swake = NULL;
 383         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
 384         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
 385         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
 386         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
 387         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
 388         return (0);
 389 }
 390
 391 /*
 392  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
 393  * per-process for user limit (resource) management.
 394  */
 395 static void
 396 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
 397 {
 398         struct kaioinfo *ki;
 399
 400         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
 401         ki->kaio_flags = 0;
 402         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
 403         ki->kaio_active_count = 0;
 404         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
 405         ki->kaio_queue_count = 0;
 406         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
 407         ki->kaio_buffer_count = 0;
 408         ki->kaio_buffer_finished_count = 0;
 409         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobdone);
 410         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
 411         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufdone);
 412         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
 413         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
 414         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
 415         PROC_LOCK(p);
 416         if (p->p_aioinfo == NULL) {
 417                 p->p_aioinfo = ki;
 418                 PROC_UNLOCK(p);
 419         } else {
 420                 PROC_UNLOCK(p);
 421                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
 422         }
 423
 424         while (num_aio_procs < target_aio_procs)
 425                 aio_newproc();
 426 }
 427
 428 /*
 429  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
 430  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
 431  * restart the queue scan.
 432  */
 433 static int
 434 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
 435 {
 436         struct kaioinfo *ki;
 437         struct aio_liojob *lj;
 438         struct proc *p;
 439         int error;
 440         int s;
 441
 442         if (aiocbe->jobstate == JOBST_NULL)
 443                 panic("aio_free_entry: freeing already free job");
 444
 445         p = aiocbe->userproc;
 446         ki = p->p_aioinfo;
 447         lj = aiocbe->lio;
 448         if (ki == NULL)
 449                 panic("aio_free_entry: missing p->p_aioinfo");
 450
 451         while (aiocbe->jobstate == JOBST_JOBRUNNING) {
 452                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_RUNDOWN;
 453                 tsleep(aiocbe, PRIBIO, "jobwai", 0);
 454         }
 455         if (aiocbe->bp == NULL) {
 456                 if (ki->kaio_queue_count <= 0)
 457                         panic("aio_free_entry: process queue size <= 0");
 458                 if (num_queue_count <= 0)
 459                         panic("aio_free_entry: system wide queue size <= 0");
 460
 461                 if (lj) {
 462                         lj->lioj_queue_count--;
 463                         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_DONE)
 464                                 lj->lioj_queue_finished_count--;
 465                 }
 466                 ki->kaio_queue_count--;
 467                 if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_DONE)
 468                         ki->kaio_queue_finished_count--;
 469                 num_queue_count--;
 470         } else {
 471                 if (lj) {
 472                         lj->lioj_buffer_count--;
 473                         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_DONE)
 474                                 lj->lioj_buffer_finished_count--;
 475                 }
 476                 if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_DONE)
 477                         ki->kaio_buffer_finished_count--;
 478                 ki->kaio_buffer_count--;
 479                 num_buf_aio--;
 480         }
 481
 482         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
 483         /* XXXKSE Note the thread here is used to eventually find the
 484          * owning process again, but it is also used to do a fo_close
 485          * and that requires the thread. (but does it require the
 486          * OWNING thread? (or maybe the running thread?)
 487          * There is a semantic problem here...
 488          */
 489         knlist_delete(&aiocbe->klist, FIRST_THREAD_IN_PROC(p), 0); /* XXXKSE */
 490
 491         if ((ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) || ((ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
 492             && ((ki->kaio_buffer_count == 0) && (ki->kaio_queue_count == 0)))) {
 493                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
 494                 wakeup(p);
 495         }
 496
 497         if (aiocbe->jobstate == JOBST_JOBQBUF) {
 498                 if ((error = aio_fphysio(aiocbe)) != 0)
 499                         return (error);
 500                 if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBBFINISHED)
 501                         panic("aio_free_entry: invalid physio finish-up state");
 502                 s = splbio();
 503                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_bufdone, aiocbe, plist);
 504                 splx(s);
 505         } else if (aiocbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
 506                 s = splnet();
 507                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 508                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
 509                 splx(s);
 510         } else if (aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
 511                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobdone, aiocbe, plist);
 512         else if (aiocbe->jobstate == JOBST_JOBBFINISHED) {
 513                 s = splbio();
 514                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_bufdone, aiocbe, plist);
 515                 splx(s);
 516                 if (aiocbe->bp) {
 517                         vunmapbuf(aiocbe->bp);
 518                         relpbuf(aiocbe->bp, NULL);
 519                         aiocbe->bp = NULL;
 520                 }
 521         }
 522         if (lj && (lj->lioj_buffer_count == 0) && (lj->lioj_queue_count == 0)) {
 523                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 524                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 525         }
 526         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
 527         fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
 528         crfree(aiocbe->cred);
 529         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
 530         return (0);
 531 }
 532
 533 /*
 534  * Rundown the jobs for a given process.
 535  */
 536 static void
 537 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
 538 {
 539         int s;
 540         struct kaioinfo *ki;
 541         struct aio_liojob *lj, *ljn;
 542         struct aiocblist *aiocbe, *aiocbn;
 543         struct file *fp;
 544         struct socket *so;
 545
 546         ki = p->p_aioinfo;
 547         if (ki == NULL)
 548                 return;
 549
 550         mtx_lock(&Giant);
 551         ki->kaio_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
 552         while ((ki->kaio_active_count > 0) || (ki->kaio_buffer_count >
 553             ki->kaio_buffer_finished_count)) {
 554                 ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
 555                 if (tsleep(p, PRIBIO, "kaiowt", aiod_timeout))
 556                         break;
 557         }
 558
 559         /*
 560          * Move any aio ops that are waiting on socket I/O to the normal job
 561          * queues so they are cleaned up with any others.
 562          */
 563         s = splnet();
 564         for (aiocbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_sockqueue); aiocbe; aiocbe =
 565             aiocbn) {
 566                 aiocbn = TAILQ_NEXT(aiocbe, plist);
 567                 fp = aiocbe->fd_file;
 568                 if (fp != NULL) {
 569                         so = fp->f_data;
 570                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
 571                         if (TAILQ_EMPTY(&so->so_aiojobq)) {
 572                                 SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
 573                                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AIO;
 574                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
 575                                 SOCKBUF_LOCK(&so->so_rcv);
 576                                 so->so_rcv.sb_flags &= ~SB_AIO;
 577                                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_rcv);
 578                         }
 579                 }
 580                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_sockqueue, aiocbe, plist);
 581                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_jobs, aiocbe, list);
 582                 TAILQ_INSERT_HEAD(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
 583         }
 584         splx(s);
 585
 586 restart1:
 587         for (aiocbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobdone); aiocbe; aiocbe = aiocbn) {
 588                 aiocbn = TAILQ_NEXT(aiocbe, plist);
 589                 if (aio_free_entry(aiocbe))
 590                         goto restart1;
 591         }
 592
 593 restart2:
 594         for (aiocbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue); aiocbe; aiocbe =
 595             aiocbn) {
 596                 aiocbn = TAILQ_NEXT(aiocbe, plist);
 597                 if (aio_free_entry(aiocbe))
 598                         goto restart2;
 599         }
 600
 601 /*
 602  * Note the use of lots of splbio here, trying to avoid splbio for long chains
 603  * of I/O.  Probably unnecessary.
 604  */
 605 restart3:
 606         s = splbio();
 607         while (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue)) {
 608                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
 609                 tsleep(p, PRIBIO, "aioprn", 0);
 610                 splx(s);
 611                 goto restart3;
 612         }
 613         splx(s);
 614
 615 restart4:
 616         s = splbio();
 617         for (aiocbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufdone); aiocbe; aiocbe = aiocbn) {
 618                 aiocbn = TAILQ_NEXT(aiocbe, plist);
 619                 if (aio_free_entry(aiocbe)) {
 620                         splx(s);
 621                         goto restart4;
 622                 }
 623         }
 624         splx(s);
 625
 626         /*
 627          * If we've slept, jobs might have moved from one queue to another.
 628          * Retry rundown if we didn't manage to empty the queues.
 629          */
 630         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobdone) != NULL ||
 631             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue) != NULL ||
 632             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) != NULL ||
 633             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufdone) != NULL)
 634                 goto restart1;
 635
 636         for (lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist); lj; lj = ljn) {
 637                 ljn = TAILQ_NEXT(lj, lioj_list);
 638                 if ((lj->lioj_buffer_count == 0) && (lj->lioj_queue_count ==
 639                     0)) {
 640                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 641                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 642                 } else {
 643 #ifdef DIAGNOSTIC
 644                         printf("LIO job not cleaned up: B:%d, BF:%d, Q:%d, "
 645                             "QF:%d\n", lj->lioj_buffer_count,
 646                             lj->lioj_buffer_finished_count,
 647                             lj->lioj_queue_count,
 648                             lj->lioj_queue_finished_count);
 649 #endif
 650                 }
 651         }
 652
 653         uma_zfree(kaio_zone, ki);
 654         p->p_aioinfo = NULL;
 655         mtx_unlock(&Giant);
 656 }
 657
 658 /*
 659  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
 660  */
 661 static struct aiocblist *
 662 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
 663 {
 664         int s;
 665         struct aiocblist *aiocbe;
 666         struct kaioinfo *ki;
 667         struct proc *userp;
 668
 669         s = splnet();
 670         for (aiocbe = TAILQ_FIRST(&aio_jobs); aiocbe; aiocbe =
 671             TAILQ_NEXT(aiocbe, list)) {
 672                 userp = aiocbe->userproc;
 673                 ki = userp->p_aioinfo;
 674
 675                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
 676                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 677                         splx(s);
 678                         return (aiocbe);
 679                 }
 680         }
 681         splx(s);
 682
 683         return (NULL);
 684 }
 685
 686 /*
 687  * The AIO processing activity.  This is the code that does the I/O request for
 688  * the non-physio version of the operations.  The normal vn operations are used,
 689  * and this code should work in all instances for every type of file, including
 690  * pipes, sockets, fifos, and regular files.
 691  */
 692 static void
 693 aio_process(struct aiocblist *aiocbe)
 694 {
 695         struct ucred *td_savedcred;
 696         struct thread *td;
 697         struct proc *mycp;
 698         struct aiocb *cb;
 699         struct file *fp;
 700         struct uio auio;
 701         struct iovec aiov;
 702         int cnt;
 703         int error;
 704         int oublock_st, oublock_end;
 705         int inblock_st, inblock_end;
 706
 707         td = curthread;
 708         td_savedcred = td->td_ucred;
 709         td->td_ucred = aiocbe->cred;
 710         mycp = td->td_proc;
 711         cb = &aiocbe->uaiocb;
 712         fp = aiocbe->fd_file;
 713
 714         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
 715         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
 716
 717         auio.uio_iov = &aiov;
 718         auio.uio_iovcnt = 1;
 719         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
 720         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
 721         cnt = cb->aio_nbytes;
 722         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
 723         auio.uio_td = td;
 724
 725         inblock_st = mycp->p_stats->p_ru.ru_inblock;
 726         oublock_st = mycp->p_stats->p_ru.ru_oublock;
 727         /*
 728          * _aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
 729          * released in aio_free_entry().
 730          */
 731         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
 732                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 733                 error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 734         } else {
 735                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 736                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 737         }
 738         inblock_end = mycp->p_stats->p_ru.ru_inblock;
 739         oublock_end = mycp->p_stats->p_ru.ru_oublock;
 740
 741         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
 742         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
 743
 744         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
 745                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
 746                         error = 0;
 747                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
 748                         PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
 749                         psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
 750                         PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
 751                 }
 752         }
 753
 754         cnt -= auio.uio_resid;
 755         cb->_aiocb_private.error = error;
 756         cb->_aiocb_private.status = cnt;
 757         td->td_ucred = td_savedcred;
 758 }
 759
 760 /*
 761  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process,
 762  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
 763  */
 764 static void
 765 aio_daemon(void *uproc)
 766 {
 767         int s;
 768         struct aio_liojob *lj;
 769         struct aiocb *cb;
 770         struct aiocblist *aiocbe;
 771         struct aiothreadlist *aiop;
 772         struct kaioinfo *ki;
 773         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
 774         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
 775         struct thread *td = curthread;
 776         struct pgrp *newpgrp;
 777         struct session *newsess;
 778
 779         /*
 780          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
 781          */
 782         mycp = td->td_proc;
 783         myvm = mycp->p_vmspace;
 784
 785         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
 786
 787         /*
 788          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
 789          * per daemon.
 790          */
 791         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
 792         aiop->aiothread = td;
 793         aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
 794
 795         /*
 796          * Place thread (lightweight process) onto the AIO free thread list.
 797          */
 798         mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
 799         TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
 800         mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
 801
 802         /* The daemon resides in its own pgrp. */
 803         MALLOC(newpgrp, struct pgrp *, sizeof(struct pgrp), M_PGRP,
 804                 M_WAITOK | M_ZERO);
 805         MALLOC(newsess, struct session *, sizeof(struct session), M_SESSION,
 806                 M_WAITOK | M_ZERO);
 807
 808         sx_xlock(&proctree_lock);
 809         enterpgrp(mycp, mycp->p_pid, newpgrp, newsess);
 810         sx_xunlock(&proctree_lock);
 811         mtx_lock(&Giant);
 812
 813         /*
 814          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
 815          * and creating too many daemons.)
 816          */
 817         wakeup(mycp);
 818
 819         for (;;) {
 820                 /*
 821                  * curcp is the current daemon process context.
 822                  * userp is the current user process context.
 823                  */
 824                 curcp = mycp;
 825
 826                 /*
 827                  * Take daemon off of free queue
 828                  */
 829                 mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
 830                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
 831                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
 832                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
 833                 }
 834                 mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
 835
 836                 /*
 837                  * Check for jobs.
 838                  */
 839                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
 840                         cb = &aiocbe->uaiocb;
 841                         userp = aiocbe->userproc;
 842
 843                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
 844
 845                         /*
 846                          * Connect to process address space for user program.
 847                          */
 848                         if (userp != curcp) {
 849                                 /*
 850                                  * Save the current address space that we are
 851                                  * connected to.
 852                                  */
 853                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
 854
 855                                 /*
 856                                  * Point to the new user address space, and
 857                                  * refer to it.
 858                                  */
 859                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
 860                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
 861
 862                                 /* Activate the new mapping. */
 863                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
 864
 865                                 /*
 866                                  * If the old address space wasn't the daemons
 867                                  * own address space, then we need to remove the
 868                                  * daemon's reference from the other process
 869                                  * that it was acting on behalf of.
 870                                  */
 871                                 if (tmpvm != myvm) {
 872                                         vmspace_free(tmpvm);
 873                                 }
 874                                 curcp = userp;
 875                         }
 876
 877                         ki = userp->p_aioinfo;
 878                         lj = aiocbe->lio;
 879
 880                         /* Account for currently active jobs. */
 881                         ki->kaio_active_count++;
 882
 883                         /* Do the I/O function. */
 884                         aio_process(aiocbe);
 885
 886                         /* Decrement the active job count. */
 887                         ki->kaio_active_count--;
 888
 889                         /*
 890                          * Increment the completion count for wakeup/signal
 891                          * comparisons.
 892                          */
 893                         aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
 894                         ki->kaio_queue_finished_count++;
 895                         if (lj)
 896                                 lj->lioj_queue_finished_count++;
 897                         if ((ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) || ((ki->kaio_flags
 898                             & KAIO_RUNDOWN) && (ki->kaio_active_count == 0))) {
 899                                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
 900                                 wakeup(userp);
 901                         }
 902
 903                         s = splbio();
 904                         if (lj && (lj->lioj_flags &
 905                             (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED)) == LIOJ_SIGNAL) {
 906                                 if ((lj->lioj_queue_finished_count ==
 907                                     lj->lioj_queue_count) &&
 908                                     (lj->lioj_buffer_finished_count ==
 909                                     lj->lioj_buffer_count)) {
 910                                         PROC_LOCK(userp);
 911                                         psignal(userp,
 912                                             lj->lioj_signal.sigev_signo);
 913                                         PROC_UNLOCK(userp);
 914                                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
 915                                 }
 916                         }
 917                         splx(s);
 918
 919                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 920
 921                         s = splnet();
 922                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
 923                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobdone, aiocbe, plist);
 924                         splx(s);
 925                         KNOTE_UNLOCKED(&aiocbe->klist, 0);
 926
 927                         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_RUNDOWN) {
 928                                 wakeup(aiocbe);
 929                                 aiocbe->jobflags &= ~AIOCBLIST_RUNDOWN;
 930                         }
 931
 932                         if (cb->aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL) {
 933                                 PROC_LOCK(userp);
 934                                 psignal(userp, cb->aio_sigevent.sigev_signo);
 935                                 PROC_UNLOCK(userp);
 936                         }
 937                 }
 938
 939                 /*
 940                  * Disconnect from user address space.
 941                  */
 942                 if (curcp != mycp) {
 943                         /* Get the user address space to disconnect from. */
 944                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
 945
 946                         /* Get original address space for daemon. */
 947                         mycp->p_vmspace = myvm;
 948
 949                         /* Activate the daemon's address space. */
 950                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
 951 #ifdef DIAGNOSTIC
 952                         if (tmpvm == myvm) {
 953                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
 954                                     mycp->p_pid);
 955                         }
 956 #endif
 957                         /* Remove our vmspace reference. */
 958                         vmspace_free(tmpvm);
 959
 960                         curcp = mycp;
 961                 }
 962
 963                 mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
 964                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
 965                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
 966
 967                 /*
 968                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
 969                  * thereby freeing resources.
 970                  */
 971                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_freeproc_mtx, PDROP | PRIBIO,
 972                     "aiordy", aiod_lifetime)) {
 973                         s = splnet();
 974                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
 975                                 mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
 976                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
 977                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
 978                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
 979                                         mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
 980                                         splx(s);
 981                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
 982                                         num_aio_procs--;
 983 #ifdef DIAGNOSTIC
 984                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
 985                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
 986                                                     " exiting daemon: %d\n",
 987                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
 988                                         }
 989 #endif
 990                                         kthread_exit(0);
 991                                 }
 992                                 mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
 993                         }
 994                         splx(s);
 995                 }
 996         }
 997 }
 998
 999 /*
1000  * Create a new AIO daemon.  This is mostly a kernel-thread fork routine.  The
1001  * AIO daemon modifies its environment itself.
1002  */
1003 static int
1004 aio_newproc(void)
1005 {
1006         int error;
1007         struct proc *p;
1008
1009         error = kthread_create(aio_daemon, curproc, &p, RFNOWAIT, 0, "aiod%d",
1010             num_aio_procs);
1011         if (error)
1012                 return (error);
1013
1014         /*
1015          * Wait until daemon is started, but continue on just in case to
1016          * handle error conditions.
1017          */
1018         error = tsleep(p, PZERO, "aiosta", aiod_timeout);
1019
1020         num_aio_procs++;
1021
1022         return (error);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1027  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1028  * thus has very low overhead.
1029  *
1030  * Assumes that the caller, _aio_aqueue(), has incremented the file
1031  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1032  * duration of this call.
1033  */
1034 static int
1035 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1036 {
1037         int error;
1038         struct aiocb *cb;
1039         struct file *fp;
1040         struct buf *bp;
1041         struct vnode *vp;
1042         struct kaioinfo *ki;
1043         struct aio_liojob *lj;
1044         int s;
1045         int notify;
1046
1047         cb = &aiocbe->uaiocb;
1048         fp = aiocbe->fd_file;
1049
1050         if (fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1051                 return (-1);
1052
1053         vp = fp->f_vnode;
1054
1055         /*
1056          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1057          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1058          * way when you're talking to a regular file.
1059          */
1060         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1061                 if (error == ENOTBLK)
1062                         return (-1);
1063                 else
1064                         return (error);
1065         }
1066
1067         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1068                 return (-1);
1069
1070         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1071                 return (-1);
1072
1073         if (cb->aio_nbytes >
1074             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1075                 return (-1);
1076
1077         ki = p->p_aioinfo;
1078         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1079                 return (-1);
1080
1081         ki->kaio_buffer_count++;
1082
1083         lj = aiocbe->lio;
1084         if (lj)
1085                 lj->lioj_buffer_count++;
1086
1087         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1088         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1089         BUF_KERNPROC(bp);
1090
1091         /*
1092          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1093          */
1094         error = 0;
1095
1096         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1097         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1098         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1099         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1100         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1101         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1102         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1103         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1104         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1105
1106         /*
1107          * Bring buffer into kernel space.
1108          */
1109         if (vmapbuf(bp) < 0) {
1110                 error = EFAULT;
1111                 goto doerror;
1112         }
1113
1114         s = splbio();
1115         aiocbe->bp = bp;
1116         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1117         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1118         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1119         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1120         num_buf_aio++;
1121         bp->b_error = 0;
1122
1123         splx(s);
1124
1125         /* Perform transfer. */
1126         dev_strategy(vp->v_rdev, bp);
1127
1128         notify = 0;
1129         s = splbio();
1130
1131         /*
1132          * If we had an error invoking the request, or an error in processing
1133          * the request before we have returned, we process it as an error in
1134          * transfer.  Note that such an I/O error is not indicated immediately,
1135          * but is returned using the aio_error mechanism.  In this case,
1136          * aio_suspend will return immediately.
1137          */
1138         if (bp->b_error || (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)) {
1139                 struct aiocb *job = aiocbe->uuaiocb;
1140
1141                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status = 0;
1142                 suword(&job->_aiocb_private.status, 0);
1143                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
1144                 suword(&job->_aiocb_private.error, bp->b_error);
1145
1146                 ki->kaio_buffer_finished_count++;
1147
1148                 if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBBFINISHED) {
1149                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBBFINISHED;
1150                         aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
1151                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1152                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufdone, aiocbe, plist);
1153                         notify = 1;
1154                 }
1155         }
1156         splx(s);
1157         if (notify)
1158                 KNOTE_UNLOCKED(&aiocbe->klist, 0);
1159         return (0);
1160
1161 doerror:
1162         ki->kaio_buffer_count--;
1163         if (lj)
1164                 lj->lioj_buffer_count--;
1165         aiocbe->bp = NULL;
1166         relpbuf(bp, NULL);
1167         return (error);
1168 }
1169
1170 /*
1171  * This waits/tests physio completion.
1172  */
1173 static int
1174 aio_fphysio(struct aiocblist *iocb)
1175 {
1176         int s;
1177         struct buf *bp;
1178         int error;
1179
1180         bp = iocb->bp;
1181
1182         s = splbio();
1183         while ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
1184                 if (tsleep(bp, PRIBIO, "physstr", aiod_timeout)) {
1185                         if ((bp->b_flags & B_DONE) == 0) {
1186                                 splx(s);
1187                                 return (EINPROGRESS);
1188                         } else
1189                                 break;
1190                 }
1191         }
1192         splx(s);
1193
1194         /* Release mapping into kernel space. */
1195         vunmapbuf(bp);
1196         iocb->bp = 0;
1197
1198         error = 0;
1199
1200         /* Check for an error. */
1201         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
1202                 error = bp->b_error;
1203
1204         relpbuf(bp, NULL);
1205         return (error);
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1210  */
1211 static void
1212 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1213 {
1214         struct aiocblist *cb,*cbn;
1215         struct proc *p;
1216         struct kaioinfo *ki = NULL;
1217         int opcode, wakecount = 0;
1218         struct aiothreadlist *aiop;
1219
1220         if (sb == &so->so_snd) {
1221                 opcode = LIO_WRITE;
1222                 SOCKBUF_LOCK(&so->so_snd);
1223                 so->so_snd.sb_flags &= ~SB_AIO;
1224                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_snd);
1225         } else {
1226                 opcode = LIO_READ;
1227                 SOCKBUF_LOCK(&so->so_rcv);
1228                 so->so_rcv.sb_flags &= ~SB_AIO;
1229                 SOCKBUF_UNLOCK(&so->so_rcv);
1230         }
1231
1232         for (cb = TAILQ_FIRST(&so->so_aiojobq); cb; cb = cbn) {
1233                 cbn = TAILQ_NEXT(cb, list);
1234                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1235                         p = cb->userproc;
1236                         ki = p->p_aioinfo;
1237                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1238                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_sockqueue, cb, plist);
1239                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1240                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, cb, plist);
1241                         wakecount++;
1242                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQGLOBAL)
1243                                 panic("invalid queue value");
1244                 }
1245         }
1246
1247         while (wakecount--) {
1248                 mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
1249                 if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != 0) {
1250                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1251                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1252                         wakeup(aiop->aiothread);
1253                 }
1254                 mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
1255         }
1256 }
1257
1258 /*
1259  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1260  * technique is done in this code.
1261  */
1262 static int
1263 _aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aio_liojob *lj, int type)
1264 {
1265         struct proc *p = td->td_proc;
1266         struct filedesc *fdp;
1267         struct file *fp;
1268         unsigned int fd;
1269         struct socket *so;
1270         int s;
1271         int error;
1272         int opcode;
1273         struct aiocblist *aiocbe;
1274         struct aiothreadlist *aiop;
1275         struct kaioinfo *ki;
1276         struct kevent kev;
1277         struct kqueue *kq;
1278         struct file *kq_fp;
1279         struct sockbuf *sb;
1280
1281         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK);
1282         aiocbe->inputcharge = 0;
1283         aiocbe->outputcharge = 0;
1284         /* XXX - need a lock */
1285         knlist_init(&aiocbe->klist, NULL, NULL, NULL, NULL);
1286
1287         suword(&job->_aiocb_private.status, -1);
1288         suword(&job->_aiocb_private.error, 0);
1289         suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, -1);
1290
1291         error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(aiocbe->uaiocb));
1292         if (error) {
1293                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1294                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1295                 return (error);
1296         }
1297         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL &&
1298                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1299                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1300                 return (EINVAL);
1301         }
1302
1303         /* Save userspace address of the job info. */
1304         aiocbe->uuaiocb = job;
1305
1306         /* Get the opcode. */
1307         if (type != LIO_NOP)
1308                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1309         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1310
1311         /* Get the fd info for process. */
1312         fdp = p->p_fd;
1313
1314         /*
1315          * Range check file descriptor.
1316          */
1317         FILEDESC_LOCK(fdp);
1318         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1319         if (fd >= fdp->fd_nfiles) {
1320                 FILEDESC_UNLOCK(fdp);
1321                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1322                 if (type == 0)
1323                         suword(&job->_aiocb_private.error, EBADF);
1324                 return (EBADF);
1325         }
1326
1327         fp = aiocbe->fd_file = fdp->fd_ofiles[fd];
1328         if ((fp == NULL) ||
1329             ((opcode == LIO_WRITE) && ((fp->f_flag & FWRITE) == 0)) ||
1330             ((opcode == LIO_READ) && ((fp->f_flag & FREAD) == 0))) {
1331                 FILEDESC_UNLOCK(fdp);
1332                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1333                 if (type == 0)
1334                         suword(&job->_aiocb_private.error, EBADF);
1335                 return (EBADF);
1336         }
1337         fhold(fp);
1338         FILEDESC_UNLOCK(fdp);
1339
1340         if (aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1341                 error = EINVAL;
1342                 goto aqueue_fail;
1343         }
1344         error = suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, jobrefid);
1345         if (error) {
1346                 error = EINVAL;
1347                 goto aqueue_fail;
1348         }
1349         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jobrefid;
1350         if (jobrefid == LONG_MAX)
1351                 jobrefid = 1;
1352         else
1353                 jobrefid++;
1354
1355         if (opcode == LIO_NOP) {
1356                 fdrop(fp, td);
1357                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1358                 if (type == 0) {
1359                         suword(&job->_aiocb_private.error, 0);
1360                         suword(&job->_aiocb_private.status, 0);
1361                         suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, 0);
1362                 }
1363                 return (0);
1364         }
1365         if ((opcode != LIO_READ) && (opcode != LIO_WRITE)) {
1366                 if (type == 0)
1367                         suword(&job->_aiocb_private.status, 0);
1368                 error = EINVAL;
1369                 goto aqueue_fail;
1370         }
1371
1372         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
1373                 kev.ident = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1374                 kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sigval_ptr;
1375         } else
1376                 goto no_kqueue;
1377         if ((u_int)kev.ident >= fdp->fd_nfiles ||
1378             (kq_fp = fdp->fd_ofiles[kev.ident]) == NULL ||
1379             (kq_fp->f_type != DTYPE_KQUEUE)) {
1380                 error = EBADF;
1381                 goto aqueue_fail;
1382         }
1383         kq = kq_fp->f_data;
1384         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1385         kev.filter = EVFILT_AIO;
1386         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
1387         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1388         error = kqueue_register(kq, &kev, td, 1);
1389 aqueue_fail:
1390         if (error) {
1391                 fdrop(fp, td);
1392                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1393                 if (type == 0)
1394                         suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1395                 goto done;
1396         }
1397 no_kqueue:
1398
1399         suword(&job->_aiocb_private.error, EINPROGRESS);
1400         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1401         aiocbe->userproc = p;
1402         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1403         aiocbe->jobflags = 0;
1404         aiocbe->lio = lj;
1405         ki = p->p_aioinfo;
1406
1407         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1408                 /*
1409                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1410                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1411                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1412                  * operation).
1413                  *
1414                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1415                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1416                  * happens.
1417                  *
1418                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1419                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1420                  */
1421                 so = fp->f_data;
1422                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1423                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1424                 s = splnet();
1425                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1426                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1427                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1428                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_sockqueue, aiocbe, plist);
1429                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1430                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL; /* XXX */
1431                         ki->kaio_queue_count++;
1432                         num_queue_count++;
1433                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1434                         splx(s);
1435                         error = 0;
1436                         goto done;
1437                 }
1438                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1439                 splx(s);
1440         }
1441
1442         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1443                 goto done;
1444         if (error > 0) {
1445                 suword(&job->_aiocb_private.status, 0);
1446                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1447                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1448                 goto done;
1449         }
1450
1451         /* No buffer for daemon I/O. */
1452         aiocbe->bp = NULL;
1453
1454         ki->kaio_queue_count++;
1455         if (lj)
1456                 lj->lioj_queue_count++;
1457         s = splnet();
1458         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1459         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1460         splx(s);
1461         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1462
1463         num_queue_count++;
1464         error = 0;
1465
1466         /*
1467          * If we don't have a free AIO process, and we are below our quota, then
1468          * start one.  Otherwise, depend on the subsequent I/O completions to
1469          * pick-up this job.  If we don't sucessfully create the new process
1470          * (thread) due to resource issues, we return an error for now (EAGAIN),
1471          * which is likely not the correct thing to do.
1472          */
1473         mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
1474 retryproc:
1475         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1476                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1477                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1478                 wakeup(aiop->aiothread);
1479         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1480             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1481             ki->kaio_maxactive_count)) {
1482                 num_aio_resv_start++;
1483                 mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
1484                 if ((error = aio_newproc()) == 0) {
1485                         mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
1486                         num_aio_resv_start--;
1487                         goto retryproc;
1488                 }
1489                 mtx_lock(&aio_freeproc_mtx);
1490                 num_aio_resv_start--;
1491         }
1492         mtx_unlock(&aio_freeproc_mtx);
1493 done:
1494         return (error);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * This routine queues an AIO request, checking for quotas.
1499  */
1500 static int
1501 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, int type)
1502 {
1503         struct proc *p = td->td_proc;
1504         struct kaioinfo *ki;
1505
1506         if (p->p_aioinfo == NULL)
1507                 aio_init_aioinfo(p);
1508
1509         if (num_queue_count >= max_queue_count)
1510                 return (EAGAIN);
1511
1512         ki = p->p_aioinfo;
1513         if (ki->kaio_queue_count >= ki->kaio_qallowed_count)
1514                 return (EAGAIN);
1515
1516         return _aio_aqueue(td, job, NULL, type);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1521  * released.
1522  */
1523 int
1524 aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1525 {
1526         struct proc *p = td->td_proc;
1527         int s;
1528         long jobref;
1529         struct aiocblist *cb, *ncb;
1530         struct aiocb *ujob;
1531         struct kaioinfo *ki;
1532
1533         ujob = uap->aiocbp;
1534         jobref = fuword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo);
1535         if (jobref == -1 || jobref == 0)
1536                 return (EINVAL);
1537
1538         ki = p->p_aioinfo;
1539         if (ki == NULL)
1540                 return (EINVAL);
1541         PROC_LOCK(p);
1542         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobdone, plist) {
1543                 if (((intptr_t) cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1544                     jobref) {
1545                         if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1546                                 p->p_stats->p_ru.ru_oublock +=
1547                                     cb->outputcharge;
1548                                 cb->outputcharge = 0;
1549                         } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1550                                 p->p_stats->p_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1551                                 cb->inputcharge = 0;
1552                         }
1553                         goto done;
1554                 }
1555         }
1556         s = splbio();
1557         for (cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufdone); cb; cb = ncb) {
1558                 ncb = TAILQ_NEXT(cb, plist);
1559                 if (((intptr_t) cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo)
1560                     == jobref) {
1561                         break;
1562                 }
1563         }
1564         splx(s);
1565  done:
1566         PROC_UNLOCK(p);
1567         if (cb != NULL) {
1568                 if (ujob == cb->uuaiocb) {
1569                         td->td_retval[0] =
1570                             cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1571                 } else
1572                         td->td_retval[0] = EFAULT;
1573                 aio_free_entry(cb);
1574                 return (0);
1575         }
1576         return (EINVAL);
1577 }
1578
1579 /*
1580  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1581  */
1582 int
1583 aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
1584 {
1585         struct proc *p = td->td_proc;
1586         struct timeval atv;
1587         struct timespec ts;
1588         struct aiocb *const *cbptr, *cbp;
1589         struct kaioinfo *ki;
1590         struct aiocblist *cb;
1591         int i;
1592         int njoblist;
1593         int error, s, timo;
1594         long *ijoblist;
1595         struct aiocb **ujoblist;
1596
1597         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
1598                 return (EINVAL);
1599
1600         timo = 0;
1601         if (uap->timeout) {
1602                 /* Get timespec struct. */
1603                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
1604                         return (error);
1605
1606                 if (ts.tv_nsec < 0 || ts.tv_nsec >= 1000000000)
1607                         return (EINVAL);
1608
1609                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
1610                 if (itimerfix(&atv))
1611                         return (EINVAL);
1612                 timo = tvtohz(&atv);
1613         }
1614
1615         ki = p->p_aioinfo;
1616         if (ki == NULL)
1617                 return (EAGAIN);
1618
1619         njoblist = 0;
1620         ijoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1621         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1622         cbptr = uap->aiocbp;
1623
1624         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
1625                 cbp = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
1626                 if (cbp == 0)
1627                         continue;
1628                 ujoblist[njoblist] = cbp;
1629                 ijoblist[njoblist] = fuword(&cbp->_aiocb_private.kernelinfo);
1630                 njoblist++;
1631         }
1632
1633         if (njoblist == 0) {
1634                 uma_zfree(aiol_zone, ijoblist);
1635                 uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1636                 return (0);
1637         }
1638
1639         error = 0;
1640         for (;;) {
1641                 PROC_LOCK(p);
1642                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobdone, plist) {
1643                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1644                                 if (((intptr_t)
1645                                     cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1646                                     ijoblist[i]) {
1647                                         PROC_UNLOCK(p);
1648                                         if (ujoblist[i] != cb->uuaiocb)
1649                                                 error = EINVAL;
1650                                         uma_zfree(aiol_zone, ijoblist);
1651                                         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1652                                         return (error);
1653                                 }
1654                         }
1655                 }
1656
1657                 s = splbio();
1658                 for (cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufdone); cb; cb =
1659                     TAILQ_NEXT(cb, plist)) {
1660                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1661                                 if (((intptr_t)
1662                                     cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1663                                     ijoblist[i]) {
1664                                         PROC_UNLOCK(p);
1665                                         splx(s);
1666                                         if (ujoblist[i] != cb->uuaiocb)
1667                                                 error = EINVAL;
1668                                         uma_zfree(aiol_zone, ijoblist);
1669                                         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1670                                         return (error);
1671                                 }
1672                         }
1673                 }
1674
1675                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1676                 error = msleep(p, &p->p_mtx, PDROP | PRIBIO | PCATCH, "aiospn",
1677                     timo);
1678                 splx(s);
1679
1680                 if (error == ERESTART || error == EINTR) {
1681                         uma_zfree(aiol_zone, ijoblist);
1682                         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1683                         return (EINTR);
1684                 } else if (error == EWOULDBLOCK) {
1685                         uma_zfree(aiol_zone, ijoblist);
1686                         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1687                         return (EAGAIN);
1688                 }
1689         }
1690
1691 /* NOTREACHED */
1692         return (EINVAL);
1693 }
1694
1695 /*
1696  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
1697  * progress.
1698  */
1699 int
1700 aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
1701 {
1702         struct proc *p = td->td_proc;
1703         struct kaioinfo *ki;
1704         struct aiocblist *cbe, *cbn;
1705         struct file *fp;
1706         struct filedesc *fdp;
1707         struct socket *so;
1708         struct proc *po;
1709         int s,error;
1710         int cancelled=0;
1711         int notcancelled=0;
1712         struct vnode *vp;
1713
1714         fdp = p->p_fd;
1715         if ((u_int)uap->fd >= fdp->fd_nfiles ||
1716             (fp = fdp->fd_ofiles[uap->fd]) == NULL)
1717                 return (EBADF);
1718
1719         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1720                 vp = fp->f_vnode;
1721
1722                 if (vn_isdisk(vp,&error)) {
1723                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1724                         return (0);
1725                 }
1726         } else if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1727                 so = fp->f_data;
1728
1729                 s = splnet();
1730
1731                 for (cbe = TAILQ_FIRST(&so->so_aiojobq); cbe; cbe = cbn) {
1732                         cbn = TAILQ_NEXT(cbe, list);
1733                         if ((uap->aiocbp == NULL) ||
1734                                 (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb) ) {
1735                                 po = cbe->userproc;
1736                                 ki = po->p_aioinfo;
1737                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
1738                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_sockqueue, cbe, plist);
1739                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobdone, cbe, plist);
1740                                 if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
1741                                         wakeup(po);
1742                                 }
1743                                 cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
1744                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status=-1;
1745                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error=ECANCELED;
1746                                 cancelled++;
1747 /* XXX cancelled, knote? */
1748                                 if (cbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify ==
1749                                     SIGEV_SIGNAL) {
1750                                         PROC_LOCK(cbe->userproc);
1751                                         psignal(cbe->userproc, cbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo);
1752                                         PROC_UNLOCK(cbe->userproc);
1753                                 }
1754                                 if (uap->aiocbp)
1755                                         break;
1756                         }
1757                 }
1758                 splx(s);
1759
1760                 if ((cancelled) && (uap->aiocbp)) {
1761                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1762                         return (0);
1763                 }
1764         }
1765         ki=p->p_aioinfo;
1766         if (ki == NULL)
1767                 goto done;
1768         s = splnet();
1769
1770         for (cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue); cbe; cbe = cbn) {
1771                 cbn = TAILQ_NEXT(cbe, plist);
1772
1773                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
1774                     ((uap->aiocbp == NULL ) ||
1775                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
1776
1777                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
1778                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
1779                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
1780                                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobdone, cbe,
1781                                     plist);
1782                                 cancelled++;
1783                                 ki->kaio_queue_finished_count++;
1784                                 cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
1785                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
1786                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
1787 /* XXX cancelled, knote? */
1788                                 if (cbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify ==
1789                                     SIGEV_SIGNAL) {
1790                                         PROC_LOCK(cbe->userproc);
1791                                         psignal(cbe->userproc, cbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo);
1792                                         PROC_UNLOCK(cbe->userproc);
1793                                 }
1794                         } else {
1795                                 notcancelled++;
1796                         }
1797                 }
1798         }
1799         splx(s);
1800 done:
1801         if (notcancelled) {
1802                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1803                 return (0);
1804         }
1805         if (cancelled) {
1806                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1807                 return (0);
1808         }
1809         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
1810
1811         return (0);
1812 }
1813
1814 /*
1815  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes only.
1816  * For a user mode async implementation, it would be best to do it in a userland
1817  * subroutine.
1818  */
1819 int
1820 aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
1821 {
1822         struct proc *p = td->td_proc;
1823         int s;
1824         struct aiocblist *cb;
1825         struct kaioinfo *ki;
1826         long jobref;
1827
1828         ki = p->p_aioinfo;
1829         if (ki == NULL)
1830                 return (EINVAL);
1831
1832         jobref = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.kernelinfo);
1833         if ((jobref == -1) || (jobref == 0))
1834                 return (EINVAL);
1835
1836         PROC_LOCK(p);
1837         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobdone, plist) {
1838                 if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1839                     jobref) {
1840                         PROC_UNLOCK(p);
1841                         td->td_retval[0] = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1842                         return (0);
1843                 }
1844         }
1845
1846         s = splnet();
1847
1848         for (cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue); cb; cb = TAILQ_NEXT(cb,
1849             plist)) {
1850                 if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1851                     jobref) {
1852                         PROC_UNLOCK(p);
1853                         td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
1854                         splx(s);
1855                         return (0);
1856                 }
1857         }
1858
1859         for (cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_sockqueue); cb; cb = TAILQ_NEXT(cb,
1860             plist)) {
1861                 if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1862                     jobref) {
1863                         PROC_UNLOCK(p);
1864                         td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
1865                         splx(s);
1866                         return (0);
1867                 }
1868         }
1869         splx(s);
1870
1871         s = splbio();
1872         for (cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufdone); cb; cb = TAILQ_NEXT(cb,
1873             plist)) {
1874                 if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1875                     jobref) {
1876                         PROC_UNLOCK(p);
1877                         td->td_retval[0] = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1878                         splx(s);
1879                         return (0);
1880                 }
1881         }
1882
1883         for (cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue); cb; cb = TAILQ_NEXT(cb,
1884             plist)) {
1885                 if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo) ==
1886                     jobref) {
1887                         PROC_UNLOCK(p);
1888                         td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
1889                         splx(s);
1890                         return (0);
1891                 }
1892         }
1893         splx(s);
1894         PROC_UNLOCK(p);
1895
1896 #if (0)
1897         /*
1898          * Hack for lio.
1899          */
1900         status = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.status);
1901         if (status == -1)
1902                 return fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.error);
1903 #endif
1904         return (EINVAL);
1905 }
1906
1907 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
1908 int
1909 aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
1910 {
1911
1912         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, LIO_READ);
1913 }
1914
1915 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
1916 int
1917 aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
1918 {
1919
1920         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, LIO_WRITE);
1921 }
1922
1923 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1924 int
1925 lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
1926 {
1927         struct proc *p = td->td_proc;
1928         int nent, nentqueued;
1929         struct aiocb *iocb, * const *cbptr;
1930         struct aiocblist *cb;
1931         struct kaioinfo *ki;
1932         struct aio_liojob *lj;
1933         int error, runningcode;
1934         int nerror;
1935         int i;
1936         int s;
1937
1938         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
1939                 return (EINVAL);
1940
1941         nent = uap->nent;
1942         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
1943                 return (EINVAL);
1944
1945         if (p->p_aioinfo == NULL)
1946                 aio_init_aioinfo(p);
1947
1948         if ((nent + num_queue_count) > max_queue_count)
1949                 return (EAGAIN);
1950
1951         ki = p->p_aioinfo;
1952         if ((nent + ki->kaio_queue_count) > ki->kaio_qallowed_count)
1953                 return (EAGAIN);
1954
1955         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
1956         if (!lj)
1957                 return (EAGAIN);
1958
1959         lj->lioj_flags = 0;
1960         lj->lioj_buffer_count = 0;
1961         lj->lioj_buffer_finished_count = 0;
1962         lj->lioj_queue_count = 0;
1963         lj->lioj_queue_finished_count = 0;
1964
1965         /*
1966          * Setup signal.
1967          */
1968         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
1969                 error = copyin(uap->sig, &lj->lioj_signal,
1970                     sizeof(lj->lioj_signal));
1971                 if (error) {
1972                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1973                         return (error);
1974                 }
1975                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
1976                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1977                         return (EINVAL);
1978                 }
1979                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
1980         }
1981         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
1982         /*
1983          * Get pointers to the list of I/O requests.
1984          */
1985         nerror = 0;
1986         nentqueued = 0;
1987         cbptr = uap->acb_list;
1988         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
1989                 iocb = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
1990                 if (((intptr_t)iocb != -1) && ((intptr_t)iocb != 0)) {
1991                         error = _aio_aqueue(td, iocb, lj, 0);
1992                         if (error == 0)
1993                                 nentqueued++;
1994                         else
1995                                 nerror++;
1996                 }
1997         }
1998
1999         /*
2000          * If we haven't queued any, then just return error.
2001          */
2002         if (nentqueued == 0)
2003                 return (0);
2004
2005         /*
2006          * Calculate the appropriate error return.
2007          */
2008         runningcode = 0;
2009         if (nerror)
2010                 runningcode = EIO;
2011
2012         if (uap->mode == LIO_WAIT) {
2013                 int command, found;
2014                 long jobref;
2015
2016                 for (;;) {
2017                         found = 0;
2018                         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
2019                                 /*
2020                                  * Fetch address of the control buf pointer in
2021                                  * user space.
2022                                  */
2023                                 iocb = (struct aiocb *)
2024                                     (intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
2025                                 if (((intptr_t)iocb == -1) || ((intptr_t)iocb
2026                                     == 0))
2027                                         continue;
2028
2029                                 /*
2030                                  * Fetch the associated command from user space.
2031                                  */
2032                                 command = fuword(&iocb->aio_lio_opcode);
2033                                 if (command == LIO_NOP) {
2034                                         found++;
2035                                         continue;
2036                                 }
2037
2038                                 jobref =
2039                                     fuword(&iocb->_aiocb_private.kernelinfo);
2040
2041                                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobdone, plist) {
2042                                         if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo)
2043                                             == jobref) {
2044                                                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode
2045                                                     == LIO_WRITE) {
2046                                                         p->p_stats->p_ru.ru_oublock
2047                                                             +=
2048                                                             cb->outputcharge;
2049                                                         cb->outputcharge = 0;
2050                                                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode
2051                                                     == LIO_READ) {
2052                                                         p->p_stats->p_ru.ru_inblock
2053                                                             += cb->inputcharge;
2054                                                         cb->inputcharge = 0;
2055                                                 }
2056                                                 found++;
2057                                                 break;
2058                                         }
2059                                 }
2060
2061                                 s = splbio();
2062                                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufdone, plist) {
2063                                         if (((intptr_t)cb->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo)
2064                                             == jobref) {
2065                                                 found++;
2066                                                 break;
2067                                         }
2068                                 }
2069                                 splx(s);
2070                         }
2071
2072                         /*
2073                          * If all I/Os have been disposed of, then we can
2074                          * return.
2075                          */
2076                         if (found == nentqueued)
2077                                 return (runningcode);
2078
2079                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2080                         error = tsleep(p, PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2081
2082                         if (error == EINTR)
2083                                 return (EINTR);
2084                         else if (error == EWOULDBLOCK)
2085                                 return (EAGAIN);
2086                 }
2087         }
2088
2089         return (runningcode);
2090 }
2091
2092 /*
2093  * Interrupt handler for physio, performs the necessary process wakeups, and
2094  * signals.
2095  */
2096 static void
2097 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2098 {
2099         struct aiocblist *aiocbe;
2100         struct proc *p;
2101         struct kaioinfo *ki;
2102         struct aio_liojob *lj;
2103
2104         mtx_lock(&Giant);
2105         bp->b_flags |= B_DONE;
2106         wakeup(bp);
2107
2108         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2109         if (aiocbe) {
2110                 p = aiocbe->userproc;
2111
2112                 aiocbe->jobstate = JOBST_JOBBFINISHED;
2113                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2114                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2115                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
2116
2117                 if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2118                         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2119
2120                 lj = aiocbe->lio;
2121                 if (lj) {
2122                         lj->lioj_buffer_finished_count++;
2123
2124                         /*
2125                          * wakeup/signal if all of the interrupt jobs are done.
2126                          */
2127                         if (lj->lioj_buffer_finished_count ==
2128                             lj->lioj_buffer_count &&
2129                             lj->lioj_queue_finished_count ==
2130                             lj->lioj_queue_count) {
2131                                 /*
2132                                  * Post a signal if it is called for.
2133                                  */
2134                                 if ((lj->lioj_flags &
2135                                     (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED)) ==
2136                                     LIOJ_SIGNAL) {
2137                                         PROC_LOCK(p);
2138                                         psignal(p, lj->lioj_signal.sigev_signo);
2139                                         PROC_UNLOCK(p);
2140                                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2141                                 }
2142                         }
2143                 }
2144
2145                 ki = p->p_aioinfo;
2146                 if (ki) {
2147                         ki->kaio_buffer_finished_count++;
2148                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2149                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufdone, aiocbe, plist);
2150
2151                         KNOTE_UNLOCKED(&aiocbe->klist, 0);
2152                         /* Do the wakeup. */
2153                         if (ki->kaio_flags & (KAIO_RUNDOWN|KAIO_WAKEUP)) {
2154                                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
2155                                 wakeup(p);
2156                         }
2157                 }
2158
2159                 if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL) {
2160                         PROC_LOCK(p);
2161                         psignal(p, aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo);
2162                         PROC_UNLOCK(p);
2163                 }
2164         }
2165         mtx_unlock(&Giant);
2166 }
2167
2168 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2169 int
2170 aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2171 {
2172         struct proc *p = td->td_proc;
2173         struct timeval atv;
2174         struct timespec ts;
2175         struct kaioinfo *ki;
2176         struct aiocblist *cb = NULL;
2177         int error, s, timo;
2178
2179         suword(uap->aiocbp, (int)NULL);
2180
2181         timo = 0;
2182         if (uap->timeout) {
2183                 /* Get timespec struct. */
2184                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2185                 if (error)
2186                         return (error);
2187
2188                 if ((ts.tv_nsec < 0) || (ts.tv_nsec >= 1000000000))
2189                         return (EINVAL);
2190
2191                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
2192                 if (itimerfix(&atv))
2193                         return (EINVAL);
2194                 timo = tvtohz(&atv);
2195         }
2196
2197         ki = p->p_aioinfo;
2198         if (ki == NULL)
2199                 return (EAGAIN);
2200
2201         for (;;) {
2202                 PROC_LOCK(p);
2203                 if ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobdone)) != 0) {
2204                         PROC_UNLOCK(p);
2205                         suword(uap->aiocbp, (uintptr_t)cb->uuaiocb);
2206                         td->td_retval[0] = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2207                         if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2208                                 p->p_stats->p_ru.ru_oublock +=
2209                                     cb->outputcharge;
2210                                 cb->outputcharge = 0;
2211                         } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2212                                 p->p_stats->p_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2213                                 cb->inputcharge = 0;
2214                         }
2215                         error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2216                         aio_free_entry(cb);
2217                         return (error);
2218                 }
2219
2220                 s = splbio();
2221                 if ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufdone)) != 0 ) {
2222                         PROC_UNLOCK(p);
2223                         splx(s);
2224                         suword(uap->aiocbp, (uintptr_t)cb->uuaiocb);
2225                         error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2226                         td->td_retval[0] = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2227                         aio_free_entry(cb);
2228                         return (error);
2229                 }
2230
2231                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2232                 error = msleep(p, &p->p_mtx, PDROP | PRIBIO | PCATCH, "aiowc",
2233                     timo);
2234                 splx(s);
2235
2236                 if (error == ERESTART)
2237                         return (EINTR);
2238                 else if (error < 0)
2239                         return (error);
2240                 else if (error == EINTR)
2241                         return (EINTR);
2242                 else if (error == EWOULDBLOCK)
2243                         return (EAGAIN);
2244         }
2245 }
2246
2247 /* kqueue attach function */
2248 static int
2249 filt_aioattach(struct knote *kn)
2250 {
2251         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2252
2253         /*
2254          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2255          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2256          * set EV_FLAG1.
2257          */
2258         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2259                 return (EPERM);
2260         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2261
2262         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2263
2264         return (0);
2265 }
2266
2267 /* kqueue detach function */
2268 static void
2269 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2270 {
2271         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2272
2273         knlist_remove(&aiocbe->klist, kn, 0);
2274 }
2275
2276 /* kqueue filter function */
2277 /*ARGSUSED*/
2278 static int
2279 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2280 {
2281         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2282
2283         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2284         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED &&
2285             aiocbe->jobstate != JOBST_JOBBFINISHED)
2286                 return (0);
2287         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2288         return (1);
2289 }