sys/kern/vfs_aio.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
  10  *    derived from this software without specific prior written permission.
  11  *
  12  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
  13  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
  14  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
  15  */
  16
  17 /*
  18  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
  19  */
  20
  21 #include <sys/cdefs.h>
  22 __FBSDID("$FreeBSD$");
  23
  24 #include "opt_compat.h"
  25
  26 #include <sys/param.h>
  27 #include <sys/systm.h>
  28 #include <sys/malloc.h>
  29 #include <sys/bio.h>
  30 #include <sys/buf.h>
  31 #include <sys/capability.h>
  32 #include <sys/eventhandler.h>
  33 #include <sys/sysproto.h>
  34 #include <sys/filedesc.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/kthread.h>
  38 #include <sys/fcntl.h>
  39 #include <sys/file.h>
  40 #include <sys/limits.h>
  41 #include <sys/lock.h>
  42 #include <sys/mutex.h>
  43 #include <sys/unistd.h>
  44 #include <sys/posix4.h>
  45 #include <sys/proc.h>
  46 #include <sys/resourcevar.h>
  47 #include <sys/signalvar.h>
  48 #include <sys/protosw.h>
  49 #include <sys/sema.h>
  50 #include <sys/socket.h>
  51 #include <sys/socketvar.h>
  52 #include <sys/syscall.h>
  53 #include <sys/sysent.h>
  54 #include <sys/sysctl.h>
  55 #include <sys/sx.h>
  56 #include <sys/taskqueue.h>
  57 #include <sys/vnode.h>
  58 #include <sys/conf.h>
  59 #include <sys/event.h>
  60 #include <sys/mount.h>
  61
  62 #include <machine/atomic.h>
  63
  64 #include <vm/vm.h>
  65 #include <vm/vm_extern.h>
  66 #include <vm/pmap.h>
  67 #include <vm/vm_map.h>
  68 #include <vm/vm_object.h>
  69 #include <vm/uma.h>
  70 #include <sys/aio.h>
  71
  72 #include "opt_vfs_aio.h"
  73
  74 /*
  75  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
  76  * overflow. (XXX will be removed soon.)
  77  */
  78 static u_long jobrefid;
  79
  80 /*
  81  * Counter for aio_fsync.
  82  */
  83 static uint64_t jobseqno;
  84
  85 #define JOBST_NULL              0
  86 #define JOBST_JOBQSOCK          1
  87 #define JOBST_JOBQGLOBAL        2
  88 #define JOBST_JOBRUNNING        3
  89 #define JOBST_JOBFINISHED       4
  90 #define JOBST_JOBQBUF           5
  91 #define JOBST_JOBQSYNC          6
  92
  93 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
  94 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
  95 #endif
  96
  97 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
  98 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  99 #endif
 100
 101 #ifndef MAX_AIO_PROCS
 102 #define MAX_AIO_PROCS           32
 103 #endif
 104
 105 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
 106 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
 107 #endif
 108
 109 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
 110 #define TARGET_AIO_PROCS        4
 111 #endif
 112
 113 #ifndef MAX_BUF_AIO
 114 #define MAX_BUF_AIO             16
 115 #endif
 116
 117 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
 118 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
 119 #endif
 120
 121 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
 122 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
 123 #endif
 124
 125 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
 126
 127 static MALLOC_DEFINE(M_LIO, "lio", "listio aio control block list");
 128
 129 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
 130
 131 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
 132 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
 133         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
 134         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
 135
 136 static int num_aio_procs = 0;
 137 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
 138         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
 139         "Number of presently active kernel threads for async IO");
 140
 141 /*
 142  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
 143  * number when it gets a chance.
 144  */
 145 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
 146 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
 147         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
 148
 149 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
 150 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
 151     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
 152
 153 static int num_queue_count = 0;
 154 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
 155     "Number of queued aio requests");
 156
 157 static int num_buf_aio = 0;
 158 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
 159     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
 160
 161 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
 162 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
 163 static int num_aio_resv_start = 0;
 164
 165 static int aiod_timeout;
 166 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
 167     "Timeout value for synchronous aio operations");
 168
 169 static int aiod_lifetime;
 170 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
 171     "Maximum lifetime for idle aiod");
 172
 173 static int unloadable = 0;
 174 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
 175     "Allow unload of aio (not recommended)");
 176
 177
 178 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
 179 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
 180     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
 181
 182 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
 183 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
 184     &max_aio_queue_per_proc, 0,
 185     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
 186
 187 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
 188 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
 189     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
 190
 191 typedef struct oaiocb {
 192         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
 193         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
 194         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
 195         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
 196         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
 197         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
 198         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
 199         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
 200 } oaiocb_t;
 201
 202 /*
 203  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
 204  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
 205  *
 206  * * - need not protected
 207  * a - locked by kaioinfo lock
 208  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
 209  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
 210  *     reused.
 211  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
 212  */
 213
 214 /*
 215  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
 216  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
 217  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
 218  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
 219  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
 220  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
 221  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
 222  * structure is not safe because there is race between userland and aio
 223  * daemons.
 224  */
 225
 226 struct aiocblist {
 227         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
 228         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
 229         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
 230         int     jobflags;               /* (a) job flags */
 231         int     jobstate;               /* (b) job state */
 232         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
 233         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
 234         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
 235                                          * buffer pointer
 236                                          */
 237         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
 238         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
 239         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
 240         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
 241         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
 242         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
 243         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
 244         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
 245         struct  task biotask;           /* (*) private to BIO backend */
 246         uint64_t seqno;                 /* (*) job number */
 247         int     pending;                /* (a) number of pending I/O, aio_fsync only */
 248 };
 249
 250 /* jobflags */
 251 #define AIOCBLIST_DONE          0x01
 252 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x02
 253 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
 254 #define AIOCBLIST_CHECKSYNC     0x08
 255
 256 /*
 257  * AIO process info
 258  */
 259 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
 260
 261 struct aiothreadlist {
 262         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
 263         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
 264         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
 265 };
 266
 267 /*
 268  * data-structure for lio signal management
 269  */
 270 struct aioliojob {
 271         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
 272         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
 273         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
 274         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
 275         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
 276         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
 277         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
 278 };
 279
 280 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
 281 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
 282 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
 283
 284 /*
 285  * per process aio data structure
 286  */
 287 struct kaioinfo {
 288         struct mtx      kaio_mtx;       /* the lock to protect this struct */
 289         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
 290         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
 291         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
 292         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
 293         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
 294         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
 295         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
 296         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
 297         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
 298         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
 299         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
 300         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
 301         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
 302                                                  *  NOT USED YET.
 303                                                  */
 304         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_syncqueue;  /* (a) queue for aio_fsync */
 305         struct  task    kaio_task;      /* (*) task to kick aio threads */
 306 };
 307
 308 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
 309 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
 310 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
 311 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
 312
 313 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
 314 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
 315
 316 /*
 317  * Operations used to interact with userland aio control blocks.
 318  * Different ABIs provide their own operations.
 319  */
 320 struct aiocb_ops {
 321         int     (*copyin)(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob);
 322         long    (*fetch_status)(struct aiocb *ujob);
 323         long    (*fetch_error)(struct aiocb *ujob);
 324         int     (*store_status)(struct aiocb *ujob, long status);
 325         int     (*store_error)(struct aiocb *ujob, long error);
 326         int     (*store_kernelinfo)(struct aiocb *ujob, long jobref);
 327         int     (*store_aiocb)(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob);
 328 };
 329
 330 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
 331 static struct sema aio_newproc_sem;
 332 static struct mtx aio_job_mtx;
 333 static struct mtx aio_sock_mtx;
 334 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
 335 static struct unrhdr *aiod_unr;
 336
 337 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
 338 static int      aio_onceonly(void);
 339 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
 340 static void     aio_process(struct aiocblist *aiocbe);
 341 static int      aio_newproc(int *);
 342 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
 343                         struct aioliojob *lio, int type, struct aiocb_ops *ops);
 344 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
 345 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
 346 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp);
 347 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
 348 static void     biohelper(void *, int);
 349 static void     aio_daemon(void *param);
 350 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
 351 static int      aio_unload(void);
 352 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
 353 #define DONE_BUF        1
 354 #define DONE_QUEUE      2
 355 static int      aio_kick(struct proc *userp);
 356 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
 357 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
 358 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
 359 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
 360 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
 361 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
 362 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
 363 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
 364
 365 /*
 366  * Zones for:
 367  *      kaio    Per process async io info
 368  *      aiop    async io thread data
 369  *      aiocb   async io jobs
 370  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
 371  *      aiolio  list io jobs
 372  */
 373 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
 374
 375 /* kqueue filters for aio */
 376 static struct filterops aio_filtops = {
 377         .f_isfd = 0,
 378         .f_attach = filt_aioattach,
 379         .f_detach = filt_aiodetach,
 380         .f_event = filt_aio,
 381 };
 382 static struct filterops lio_filtops = {
 383         .f_isfd = 0,
 384         .f_attach = filt_lioattach,
 385         .f_detach = filt_liodetach,
 386         .f_event = filt_lio
 387 };
 388
 389 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
 390
 391 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
 392
 393 /*
 394  * Main operations function for use as a kernel module.
 395  */
 396 static int
 397 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
 398 {
 399         int error = 0;
 400
 401         switch (cmd) {
 402         case MOD_LOAD:
 403                 aio_onceonly();
 404                 break;
 405         case MOD_UNLOAD:
 406                 error = aio_unload();
 407                 break;
 408         case MOD_SHUTDOWN:
 409                 break;
 410         default:
 411                 error = EINVAL;
 412                 break;
 413         }
 414         return (error);
 415 }
 416
 417 static moduledata_t aio_mod = {
 418         "aio",
 419         &aio_modload,
 420         NULL
 421 };
 422
 423 static struct syscall_helper_data aio_syscalls[] = {
 424         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_cancel),
 425         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_error),
 426         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_fsync),
 427         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_read),
 428         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_return),
 429         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_suspend),
 430         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_waitcomplete),
 431         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_write),
 432         SYSCALL_INIT_HELPER(lio_listio),
 433         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_read),
 434         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_write),
 435         SYSCALL_INIT_HELPER(olio_listio),
 436         SYSCALL_INIT_LAST
 437 };
 438
 439 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 440 #include <sys/mount.h>
 441 #include <sys/socket.h>
 442 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
 443 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
 444 #include <compat/freebsd32/freebsd32_signal.h>
 445 #include <compat/freebsd32/freebsd32_syscall.h>
 446 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
 447
 448 static struct syscall_helper_data aio32_syscalls[] = {
 449         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_return),
 450         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_suspend),
 451         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_cancel),
 452         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_error),
 453         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_fsync),
 454         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_read),
 455         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_write),
 456         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_waitcomplete),
 457         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_lio_listio),
 458         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_read),
 459         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_write),
 460         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_olio_listio),
 461         SYSCALL_INIT_LAST
 462 };
 463 #endif
 464
 465 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
 466         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
 467 MODULE_VERSION(aio, 1);
 468
 469 /*
 470  * Startup initialization
 471  */
 472 static int
 473 aio_onceonly(void)
 474 {
 475         int error;
 476
 477         /* XXX: should probably just use so->callback */
 478         aio_swake = &aio_swake_cb;
 479         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
 480             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 481         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec, NULL,
 482             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 483         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
 484         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
 485         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
 486         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
 487         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
 488         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
 489         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
 490         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
 491         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
 492             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 493         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
 494             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 495         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
 496             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 497         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
 498             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 499         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
 500             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 501         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
 502         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
 503         jobrefid = 1;
 504         async_io_version = _POSIX_VERSION;
 505         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
 506         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
 507         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
 508
 509         error = syscall_helper_register(aio_syscalls);
 510         if (error)
 511                 return (error);
 512 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 513         error = syscall32_helper_register(aio32_syscalls);
 514         if (error)
 515                 return (error);
 516 #endif
 517         return (0);
 518 }
 519
 520 /*
 521  * Callback for unload of AIO when used as a module.
 522  */
 523 static int
 524 aio_unload(void)
 525 {
 526         int error;
 527
 528         /*
 529          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
 530          * perhaps we could do it if locked out callers and then
 531          * did an aio_proc_rundown() on each process.
 532          *
 533          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
 534          * so I don't think that would fly.
 535          */
 536         if (!unloadable)
 537                 return (EOPNOTSUPP);
 538
 539 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 540         syscall32_helper_unregister(aio32_syscalls);
 541 #endif
 542         syscall_helper_unregister(aio_syscalls);
 543
 544         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
 545         if (error)
 546                 return error;
 547         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
 548         if (error)
 549                 return error;
 550         async_io_version = 0;
 551         aio_swake = NULL;
 552         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
 553         delete_unrhdr(aiod_unr);
 554         uma_zdestroy(kaio_zone);
 555         uma_zdestroy(aiop_zone);
 556         uma_zdestroy(aiocb_zone);
 557         uma_zdestroy(aiol_zone);
 558         uma_zdestroy(aiolio_zone);
 559         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
 560         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
 561         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
 562         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
 563         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
 564         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
 565         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
 566         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
 567         return (0);
 568 }
 569
 570 /*
 571  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
 572  * per-process for user limit (resource) management.
 573  */
 574 void
 575 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
 576 {
 577         struct kaioinfo *ki;
 578
 579         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
 580         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF);
 581         ki->kaio_flags = 0;
 582         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
 583         ki->kaio_active_count = 0;
 584         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
 585         ki->kaio_count = 0;
 586         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
 587         ki->kaio_buffer_count = 0;
 588         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
 589         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
 590         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
 591         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
 592         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
 593         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
 594         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
 595         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
 596         PROC_LOCK(p);
 597         if (p->p_aioinfo == NULL) {
 598                 p->p_aioinfo = ki;
 599                 PROC_UNLOCK(p);
 600         } else {
 601                 PROC_UNLOCK(p);
 602                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 603                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
 604         }
 605
 606         while (num_aio_procs < MIN(target_aio_procs, max_aio_procs))
 607                 aio_newproc(NULL);
 608 }
 609
 610 static int
 611 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
 612 {
 613         struct thread *td;
 614         int error;
 615
 616         error = sigev_findtd(p, sigev, &td);
 617         if (error)
 618                 return (error);
 619         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
 620                 ksiginfo_set_sigev(ksi, sigev);
 621                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
 622                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
 623                 tdsendsignal(p, td, ksi->ksi_signo, ksi);
 624         }
 625         PROC_UNLOCK(p);
 626         return (error);
 627 }
 628
 629 /*
 630  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
 631  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
 632  * restart the queue scan.
 633  */
 634 static int
 635 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
 636 {
 637         struct kaioinfo *ki;
 638         struct aioliojob *lj;
 639         struct proc *p;
 640
 641         p = aiocbe->userproc;
 642         MPASS(curproc == p);
 643         ki = p->p_aioinfo;
 644         MPASS(ki != NULL);
 645
 646         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 647         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
 648
 649         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
 650
 651         ki->kaio_count--;
 652         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
 653
 654         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 655         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
 656
 657         lj = aiocbe->lio;
 658         if (lj) {
 659                 lj->lioj_count--;
 660                 lj->lioj_finished_count--;
 661
 662                 if (lj->lioj_count == 0) {
 663                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 664                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
 665                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 666                         PROC_LOCK(p);
 667                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 668                         PROC_UNLOCK(p);
 669                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 670                 }
 671         }
 672
 673         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
 674         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
 675         PROC_LOCK(p);
 676         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
 677         PROC_UNLOCK(p);
 678
 679         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
 680         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
 681         AIO_UNLOCK(ki);
 682
 683         /*
 684          * The thread argument here is used to find the owning process
 685          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
 686          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
 687          * need a thread pointer from the process owning the job that is
 688          * persistent and won't disappear out from under us or move to
 689          * another process.
 690          *
 691          * Currently, all the callers of this function call it to remove
 692          * an aiocblist from the current process' job list either via a
 693          * syscall or due to the current process calling exit() or
 694          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
 695          * curthread can't exit since we are curthread.
 696          *
 697          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
 698          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
 699          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
 700          * at open time, but this is already true of file descriptors in
 701          * a multithreaded process.
 702          */
 703         fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
 704         crfree(aiocbe->cred);
 705         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
 706         AIO_LOCK(ki);
 707
 708         return (0);
 709 }
 710
 711 static void
 712 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp __unused)
 713 {
 714         aio_proc_rundown(arg, p);
 715 }
 716
 717 /*
 718  * Rundown the jobs for a given process.
 719  */
 720 static void
 721 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
 722 {
 723         struct kaioinfo *ki;
 724         struct aioliojob *lj;
 725         struct aiocblist *cbe, *cbn;
 726         struct file *fp;
 727         struct socket *so;
 728         int remove;
 729
 730         KASSERT(curthread->td_proc == p,
 731             ("%s: called on non-curproc", __func__));
 732         ki = p->p_aioinfo;
 733         if (ki == NULL)
 734                 return;
 735
 736         AIO_LOCK(ki);
 737         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
 738
 739 restart:
 740
 741         /*
 742          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
 743          * aio_cancel on all pending I/O requests.
 744          */
 745         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
 746                 remove = 0;
 747                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
 748                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
 749                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
 750                         remove = 1;
 751                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
 752                         fp = cbe->fd_file;
 753                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
 754                         so = fp->f_data;
 755                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
 756                         remove = 1;
 757                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
 758                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
 759                         remove = 1;
 760                 }
 761                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 762
 763                 if (remove) {
 764                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 765                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
 766                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
 767                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
 768                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
 769                 }
 770         }
 771
 772         /* Wait for all running I/O to be finished */
 773         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
 774             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
 775                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
 776                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
 777                 goto restart;
 778         }
 779
 780         /* Free all completed I/O requests. */
 781         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
 782                 aio_free_entry(cbe);
 783
 784         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
 785                 if (lj->lioj_count == 0) {
 786                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 787                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 788                         PROC_LOCK(p);
 789                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 790                         PROC_UNLOCK(p);
 791                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 792                 } else {
 793                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
 794                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
 795                 }
 796         }
 797         AIO_UNLOCK(ki);
 798         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
 799         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 800         uma_zfree(kaio_zone, ki);
 801         p->p_aioinfo = NULL;
 802 }
 803
 804 /*
 805  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
 806  */
 807 static struct aiocblist *
 808 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
 809 {
 810         struct aiocblist *aiocbe;
 811         struct kaioinfo *ki;
 812         struct proc *userp;
 813
 814         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
 815         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
 816                 userp = aiocbe->userproc;
 817                 ki = userp->p_aioinfo;
 818
 819                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
 820                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 821                         /* Account for currently active jobs. */
 822                         ki->kaio_active_count++;
 823                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
 824                         break;
 825                 }
 826         }
 827         return (aiocbe);
 828 }
 829
 830 /*
 831  *  Move all data to a permanent storage device, this code
 832  *  simulates fsync syscall.
 833  */
 834 static int
 835 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp)
 836 {
 837         struct mount *mp;
 838         int error;
 839
 840         if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH)) != 0)
 841                 goto drop;
 842         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 843         if (vp->v_object != NULL) {
 844                 VM_OBJECT_LOCK(vp->v_object);
 845                 vm_object_page_clean(vp->v_object, 0, 0, 0);
 846                 VM_OBJECT_UNLOCK(vp->v_object);
 847         }
 848         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 849
 850         VOP_UNLOCK(vp, 0);
 851         vn_finished_write(mp);
 852 drop:
 853         return (error);
 854 }
 855
 856 /*
 857  * The AIO processing activity.  This is the code that does the I/O request for
 858  * the non-physio version of the operations.  The normal vn operations are used,
 859  * and this code should work in all instances for every type of file, including
 860  * pipes, sockets, fifos, and regular files.
 861  *
 862  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
 863  */
 864 static void
 865 aio_process(struct aiocblist *aiocbe)
 866 {
 867         struct ucred *td_savedcred;
 868         struct thread *td;
 869         struct aiocb *cb;
 870         struct file *fp;
 871         struct socket *so;
 872         struct uio auio;
 873         struct iovec aiov;
 874         int cnt;
 875         int error;
 876         int oublock_st, oublock_end;
 877         int inblock_st, inblock_end;
 878
 879         td = curthread;
 880         td_savedcred = td->td_ucred;
 881         td->td_ucred = aiocbe->cred;
 882         cb = &aiocbe->uaiocb;
 883         fp = aiocbe->fd_file;
 884
 885         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_SYNC) {
 886                 error = 0;
 887                 cnt = 0;
 888                 if (fp->f_vnode != NULL)
 889                         error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode);
 890                 cb->_aiocb_private.error = error;
 891                 cb->_aiocb_private.status = 0;
 892                 td->td_ucred = td_savedcred;
 893                 return;
 894         }
 895
 896         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
 897         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
 898
 899         auio.uio_iov = &aiov;
 900         auio.uio_iovcnt = 1;
 901         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
 902         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
 903         cnt = cb->aio_nbytes;
 904         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
 905         auio.uio_td = td;
 906
 907         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
 908         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
 909         /*
 910          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
 911          * released in aio_free_entry().
 912          */
 913         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
 914                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 915                 if (auio.uio_resid == 0)
 916                         error = 0;
 917                 else
 918                         error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 919         } else {
 920                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
 921                         bwillwrite();
 922                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 923                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 924         }
 925         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
 926         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
 927
 928         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
 929         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
 930
 931         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
 932                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
 933                         error = 0;
 934                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
 935                         int sigpipe = 1;
 936                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
 937                                 so = fp->f_data;
 938                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
 939                                         sigpipe = 0;
 940                         }
 941                         if (sigpipe) {
 942                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
 943                                 kern_psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
 944                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
 945                         }
 946                 }
 947         }
 948
 949         cnt -= auio.uio_resid;
 950         cb->_aiocb_private.error = error;
 951         cb->_aiocb_private.status = cnt;
 952         td->td_ucred = td_savedcred;
 953 }
 954
 955 static void
 956 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
 957 {
 958         struct aioliojob *lj;
 959         struct kaioinfo *ki;
 960         struct aiocblist *scb, *scbn;
 961         int lj_done;
 962
 963         ki = userp->p_aioinfo;
 964         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 965         lj = aiocbe->lio;
 966         lj_done = 0;
 967         if (lj) {
 968                 lj->lioj_finished_count++;
 969                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
 970                         lj_done = 1;
 971         }
 972         if (type == DONE_QUEUE) {
 973                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
 974         } else {
 975                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
 976         }
 977         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 978         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 979
 980         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
 981                 goto notification_done;
 982
 983         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 984             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
 985                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
 986
 987         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
 988
 989         if (lj_done) {
 990                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
 991                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
 992                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
 993                 }
 994                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
 995                     == LIOJ_SIGNAL
 996                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 997                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
 998                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
 999                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
1000                 }
1001         }
1002
1003 notification_done:
1004         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_CHECKSYNC) {
1005                 TAILQ_FOREACH_SAFE(scb, &ki->kaio_syncqueue, list, scbn) {
1006                         if (aiocbe->fd_file == scb->fd_file &&
1007                             aiocbe->seqno < scb->seqno) {
1008                                 if (--scb->pending == 0) {
1009                                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1010                                         scb->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1011                                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, scb, list);
1012                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, scb, list);
1013                                         aio_kick_nowait(userp);
1014                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1015                                 }
1016                         }
1017                 }
1018         }
1019         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
1020                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
1021                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
1022         }
1023 }
1024
1025 /*
1026  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process,
1027  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
1028  */
1029 static void
1030 aio_daemon(void *_id)
1031 {
1032         struct aiocblist *aiocbe;
1033         struct aiothreadlist *aiop;
1034         struct kaioinfo *ki;
1035         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
1036         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
1037         struct thread *td = curthread;
1038         int id = (intptr_t)_id;
1039
1040         /*
1041          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
1042          */
1043         mycp = td->td_proc;
1044         myvm = mycp->p_vmspace;
1045
1046         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
1047
1048         /*
1049          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
1050          * per daemon.
1051          */
1052         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
1053         aiop->aiothread = td;
1054         aiop->aiothreadflags = 0;
1055
1056         /* The daemon resides in its own pgrp. */
1057         sys_setsid(td, NULL);
1058
1059         /*
1060          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
1061          * and creating too many daemons.)
1062          */
1063         sema_post(&aio_newproc_sem);
1064
1065         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1066         for (;;) {
1067                 /*
1068                  * curcp is the current daemon process context.
1069                  * userp is the current user process context.
1070                  */
1071                 curcp = mycp;
1072
1073                 /*
1074                  * Take daemon off of free queue
1075                  */
1076                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
1077                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1078                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1079                 }
1080
1081                 /*
1082                  * Check for jobs.
1083                  */
1084                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1085                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1086                         userp = aiocbe->userproc;
1087
1088                         /*
1089                          * Connect to process address space for user program.
1090                          */
1091                         if (userp != curcp) {
1092                                 /*
1093                                  * Save the current address space that we are
1094                                  * connected to.
1095                                  */
1096                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
1097
1098                                 /*
1099                                  * Point to the new user address space, and
1100                                  * refer to it.
1101                                  */
1102                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
1103                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
1104
1105                                 /* Activate the new mapping. */
1106                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1107
1108                                 /*
1109                                  * If the old address space wasn't the daemons
1110                                  * own address space, then we need to remove the
1111                                  * daemon's reference from the other process
1112                                  * that it was acting on behalf of.
1113                                  */
1114                                 if (tmpvm != myvm) {
1115                                         vmspace_free(tmpvm);
1116                                 }
1117                                 curcp = userp;
1118                         }
1119
1120                         ki = userp->p_aioinfo;
1121
1122                         /* Do the I/O function. */
1123                         aio_process(aiocbe);
1124
1125                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1126                         /* Decrement the active job count. */
1127                         ki->kaio_active_count--;
1128                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1129
1130                         AIO_LOCK(ki);
1131                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1132                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
1133                         AIO_UNLOCK(ki);
1134
1135                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1136                 }
1137
1138                 /*
1139                  * Disconnect from user address space.
1140                  */
1141                 if (curcp != mycp) {
1142
1143                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1144
1145                         /* Get the user address space to disconnect from. */
1146                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
1147
1148                         /* Get original address space for daemon. */
1149                         mycp->p_vmspace = myvm;
1150
1151                         /* Activate the daemon's address space. */
1152                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1153 #ifdef DIAGNOSTIC
1154                         if (tmpvm == myvm) {
1155                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
1156                                     mycp->p_pid);
1157                         }
1158 #endif
1159                         /* Remove our vmspace reference. */
1160                         vmspace_free(tmpvm);
1161
1162                         curcp = mycp;
1163
1164                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1165                         /*
1166                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1167                          * no job can be selected, that should be
1168                          * curcp == mycp.
1169                          */
1170                         continue;
1171                 }
1172
1173                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1174
1175                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1176                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1177
1178                 /*
1179                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1180                  * thereby freeing resources.
1181                  */
1182                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1183                     aiod_lifetime)) {
1184                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1185                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1186                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1187                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1188                                         num_aio_procs--;
1189                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1190                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1191                                         free_unr(aiod_unr, id);
1192 #ifdef DIAGNOSTIC
1193                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1194                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1195                                                     " exiting daemon: %d\n",
1196                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1197                                         }
1198 #endif
1199                                         kproc_exit(0);
1200                                 }
1201                         }
1202                 }
1203         }
1204         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1205         panic("shouldn't be here\n");
1206 }
1207
1208 /*
1209  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1210  * AIO daemon modifies its environment itself.
1211  */
1212 static int
1213 aio_newproc(int *start)
1214 {
1215         int error;
1216         struct proc *p;
1217         int id;
1218
1219         id = alloc_unr(aiod_unr);
1220         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1221                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1222         if (error == 0) {
1223                 /*
1224                  * Wait until daemon is started.
1225                  */
1226                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1227                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1228                 num_aio_procs++;
1229                 if (start != NULL)
1230                         (*start)--;
1231                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1232         } else {
1233                 free_unr(aiod_unr, id);
1234         }
1235         return (error);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1240  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1241  * thus has very low overhead.
1242  *
1243  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1244  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1245  * duration of this call.
1246  */
1247 static int
1248 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1249 {
1250         struct aiocb *cb;
1251         struct file *fp;
1252         struct buf *bp;
1253         struct vnode *vp;
1254         struct kaioinfo *ki;
1255         struct aioliojob *lj;
1256         int error;
1257
1258         cb = &aiocbe->uaiocb;
1259         fp = aiocbe->fd_file;
1260
1261         if (fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1262                 return (-1);
1263
1264         vp = fp->f_vnode;
1265
1266         /*
1267          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1268          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1269          * way when you're talking to a regular file.
1270          */
1271         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1272                 if (error == ENOTBLK)
1273                         return (-1);
1274                 else
1275                         return (error);
1276         }
1277
1278         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1279                 return (-1);
1280
1281         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1282                 return (-1);
1283
1284         if (cb->aio_nbytes > vp->v_rdev->si_iosize_max)
1285                 return (-1);
1286
1287         if (cb->aio_nbytes >
1288             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1289                 return (-1);
1290
1291         ki = p->p_aioinfo;
1292         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1293                 return (-1);
1294
1295         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1296         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1297         BUF_KERNPROC(bp);
1298
1299         AIO_LOCK(ki);
1300         ki->kaio_count++;
1301         ki->kaio_buffer_count++;
1302         lj = aiocbe->lio;
1303         if (lj)
1304                 lj->lioj_count++;
1305         AIO_UNLOCK(ki);
1306
1307         /*
1308          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1309          */
1310         error = 0;
1311
1312         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1313         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1314         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1315         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1316         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1317         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1318         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1319         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1320         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1321
1322         /*
1323          * Bring buffer into kernel space.
1324          */
1325         if (vmapbuf(bp) < 0) {
1326                 error = EFAULT;
1327                 goto doerror;
1328         }
1329
1330         AIO_LOCK(ki);
1331         aiocbe->bp = bp;
1332         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1333         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1334         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1335         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1336         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1337         AIO_UNLOCK(ki);
1338
1339         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1340         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1341
1342         bp->b_error = 0;
1343
1344         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1345
1346         /* Perform transfer. */
1347         dev_strategy(vp->v_rdev, bp);
1348         return (0);
1349
1350 doerror:
1351         AIO_LOCK(ki);
1352         ki->kaio_count--;
1353         ki->kaio_buffer_count--;
1354         if (lj)
1355                 lj->lioj_count--;
1356         aiocbe->bp = NULL;
1357         AIO_UNLOCK(ki);
1358         relpbuf(bp, NULL);
1359         return (error);
1360 }
1361
1362 /*
1363  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1364  */
1365 static void
1366 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1367 {
1368         struct aiocblist *cb, *cbn;
1369         int opcode;
1370
1371         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(sb);
1372         if (sb == &so->so_snd)
1373                 opcode = LIO_WRITE;
1374         else
1375                 opcode = LIO_READ;
1376
1377         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1378         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1379         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1380                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1381                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1382                                 panic("invalid queue value");
1383                         /* XXX
1384                          * We don't have actual sockets backend yet,
1385                          * so we simply move the requests to the generic
1386                          * file I/O backend.
1387                          */
1388                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1389                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1390                         aio_kick_nowait(cb->userproc);
1391                 }
1392         }
1393         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1394 }
1395
1396 static int
1397 convert_old_sigevent(struct osigevent *osig, struct sigevent *nsig)
1398 {
1399
1400         /*
1401          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
1402          * supported by AIO with the old sigevent structure.
1403          */
1404         nsig->sigev_notify = osig->sigev_notify;
1405         switch (nsig->sigev_notify) {
1406         case SIGEV_NONE:
1407                 break;
1408         case SIGEV_SIGNAL:
1409                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
1410                 break;
1411         case SIGEV_KEVENT:
1412                 nsig->sigev_notify_kqueue =
1413                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
1414                 nsig->sigev_value.sival_ptr = osig->sigev_value.sival_ptr;
1415                 break;
1416         default:
1417                 return (EINVAL);
1418         }
1419         return (0);
1420 }
1421
1422 static int
1423 aiocb_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1424 {
1425         struct oaiocb *ojob;
1426         int error;
1427
1428         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
1429         error = copyin(ujob, kjob, sizeof(struct oaiocb));
1430         if (error)
1431                 return (error);
1432         ojob = (struct oaiocb *)kjob;
1433         return (convert_old_sigevent(&ojob->aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
1434 }
1435
1436 static int
1437 aiocb_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1438 {
1439
1440         return (copyin(ujob, kjob, sizeof(struct aiocb)));
1441 }
1442
1443 static long
1444 aiocb_fetch_status(struct aiocb *ujob)
1445 {
1446
1447         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.status));
1448 }
1449
1450 static long
1451 aiocb_fetch_error(struct aiocb *ujob)
1452 {
1453
1454         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.error));
1455 }
1456
1457 static int
1458 aiocb_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
1459 {
1460
1461         return (suword(&ujob->_aiocb_private.status, status));
1462 }
1463
1464 static int
1465 aiocb_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
1466 {
1467
1468         return (suword(&ujob->_aiocb_private.error, error));
1469 }
1470
1471 static int
1472 aiocb_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
1473 {
1474
1475         return (suword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
1476 }
1477
1478 static int
1479 aiocb_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
1480 {
1481
1482         return (suword(ujobp, (long)ujob));
1483 }
1484
1485 static struct aiocb_ops aiocb_ops = {
1486         .copyin = aiocb_copyin,
1487         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1488         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1489         .store_status = aiocb_store_status,
1490         .store_error = aiocb_store_error,
1491         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1492         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1493 };
1494
1495 static struct aiocb_ops aiocb_ops_osigevent = {
1496         .copyin = aiocb_copyin_old_sigevent,
1497         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1498         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1499         .store_status = aiocb_store_status,
1500         .store_error = aiocb_store_error,
1501         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1502         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1503 };
1504
1505 /*
1506  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1507  * technique is done in this code.
1508  */
1509 int
1510 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1511         int type, struct aiocb_ops *ops)
1512 {
1513         struct proc *p = td->td_proc;
1514         struct file *fp;
1515         struct socket *so;
1516         struct aiocblist *aiocbe, *cb;
1517         struct kaioinfo *ki;
1518         struct kevent kev;
1519         struct sockbuf *sb;
1520         int opcode;
1521         int error;
1522         int fd, kqfd;
1523         int jid;
1524         u_short evflags;
1525
1526         if (p->p_aioinfo == NULL)
1527                 aio_init_aioinfo(p);
1528
1529         ki = p->p_aioinfo;
1530
1531         ops->store_status(job, -1);
1532         ops->store_error(job, 0);
1533         ops->store_kernelinfo(job, -1);
1534
1535         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1536             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1537                 ops->store_error(job, EAGAIN);
1538                 return (EAGAIN);
1539         }
1540
1541         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1542         aiocbe->inputcharge = 0;
1543         aiocbe->outputcharge = 0;
1544         knlist_init_mtx(&aiocbe->klist, AIO_MTX(ki));
1545
1546         error = ops->copyin(job, &aiocbe->uaiocb);
1547         if (error) {
1548                 ops->store_error(job, error);
1549                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1550                 return (error);
1551         }
1552
1553         /* XXX: aio_nbytes is later casted to signed types. */
1554         if (aiocbe->uaiocb.aio_nbytes > INT_MAX) {
1555                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1556                 return (EINVAL);
1557         }
1558
1559         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1560             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1561             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1562             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1563                 ops->store_error(job, EINVAL);
1564                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1565                 return (EINVAL);
1566         }
1567
1568         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1569              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1570                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1571                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1572                 return (EINVAL);
1573         }
1574
1575         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1576
1577         /* Save userspace address of the job info. */
1578         aiocbe->uuaiocb = job;
1579
1580         /* Get the opcode. */
1581         if (type != LIO_NOP)
1582                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1583         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1584
1585         /*
1586          * Validate the opcode and fetch the file object for the specified
1587          * file descriptor.
1588          *
1589          * XXXRW: Moved the opcode validation up here so that we don't
1590          * retrieve a file descriptor without knowing what the capabiltity
1591          * should be.
1592          */
1593         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1594         switch (opcode) {
1595         case LIO_WRITE:
1596                 error = fget_write(td, fd, CAP_WRITE | CAP_SEEK, &fp);
1597                 break;
1598         case LIO_READ:
1599                 error = fget_read(td, fd, CAP_READ | CAP_SEEK, &fp);
1600                 break;
1601         case LIO_SYNC:
1602                 error = fget(td, fd, CAP_FSYNC, &fp);
1603                 break;
1604         case LIO_NOP:
1605                 error = fget(td, fd, 0, &fp);
1606                 break;
1607         default:
1608                 error = EINVAL;
1609         }
1610         if (error) {
1611                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1612                 ops->store_error(job, error);
1613                 return (error);
1614         }
1615
1616         if (opcode == LIO_SYNC && fp->f_vnode == NULL) {
1617                 error = EINVAL;
1618                 goto aqueue_fail;
1619         }
1620
1621         if (opcode != LIO_SYNC && aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1622                 error = EINVAL;
1623                 goto aqueue_fail;
1624         }
1625
1626         aiocbe->fd_file = fp;
1627
1628         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1629         jid = jobrefid++;
1630         aiocbe->seqno = jobseqno++;
1631         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1632         error = ops->store_kernelinfo(job, jid);
1633         if (error) {
1634                 error = EINVAL;
1635                 goto aqueue_fail;
1636         }
1637         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1638
1639         if (opcode == LIO_NOP) {
1640                 fdrop(fp, td);
1641                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1642                 return (0);
1643         }
1644
1645         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1646                 goto no_kqueue;
1647         evflags = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kevent_flags;
1648         if ((evflags & ~(EV_CLEAR | EV_DISPATCH | EV_ONESHOT)) != 0) {
1649                 error = EINVAL;
1650                 goto aqueue_fail;
1651         }
1652         kqfd = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1653         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1654         kev.filter = EVFILT_AIO;
1655         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1 | evflags;
1656         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1657         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1658         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, 1);
1659 aqueue_fail:
1660         if (error) {
1661                 fdrop(fp, td);
1662                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1663                 ops->store_error(job, error);
1664                 goto done;
1665         }
1666 no_kqueue:
1667
1668         ops->store_error(job, EINPROGRESS);
1669         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1670         aiocbe->userproc = p;
1671         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1672         aiocbe->jobflags = 0;
1673         aiocbe->lio = lj;
1674
1675         if (opcode == LIO_SYNC)
1676                 goto queueit;
1677
1678         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1679                 /*
1680                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1681                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1682                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1683                  * operation).
1684                  *
1685                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1686                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1687                  * happens.
1688                  *
1689                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1690                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1691                  */
1692                 so = fp->f_data;
1693                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1694                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1695                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1696                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1697                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1698
1699                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1700                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1701                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1702
1703                         AIO_LOCK(ki);
1704                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1705                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1706                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1707                         ki->kaio_count++;
1708                         if (lj)
1709                                 lj->lioj_count++;
1710                         AIO_UNLOCK(ki);
1711                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1712                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1713                         error = 0;
1714                         goto done;
1715                 }
1716                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1717         }
1718
1719         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1720                 goto done;
1721 #if 0
1722         if (error > 0) {
1723                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1724                 ops->store_error(job, error);
1725                 goto done;
1726         }
1727 #endif
1728 queueit:
1729         /* No buffer for daemon I/O. */
1730         aiocbe->bp = NULL;
1731         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1732
1733         AIO_LOCK(ki);
1734         ki->kaio_count++;
1735         if (lj)
1736                 lj->lioj_count++;
1737         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1738         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1739         if (opcode == LIO_SYNC) {
1740                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1741                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1742                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1743                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1744                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1745                                 aiocbe->pending++;
1746                         }
1747                 }
1748                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufqueue, plist) {
1749                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1750                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1751                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1752                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1753                                 aiocbe->pending++;
1754                         }
1755                 }
1756                 if (aiocbe->pending != 0) {
1757                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, aiocbe, list);
1758                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSYNC;
1759                         AIO_UNLOCK(ki);
1760                         goto done;
1761                 }
1762         }
1763         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1764         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1765         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1766         aio_kick_nowait(p);
1767         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1768         AIO_UNLOCK(ki);
1769         error = 0;
1770 done:
1771         return (error);
1772 }
1773
1774 static void
1775 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1776 {
1777         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1778         struct aiothreadlist *aiop;
1779
1780         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1781         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1782                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1783                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1784                 wakeup(aiop->aiothread);
1785         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1786             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1787             ki->kaio_maxactive_count)) {
1788                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
1789         }
1790 }
1791
1792 static int
1793 aio_kick(struct proc *userp)
1794 {
1795         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1796         struct aiothreadlist *aiop;
1797         int error, ret = 0;
1798
1799         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1800 retryproc:
1801         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1802                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1803                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1804                 wakeup(aiop->aiothread);
1805         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1806             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1807             ki->kaio_maxactive_count)) {
1808                 num_aio_resv_start++;
1809                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1810                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1811                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1812                 if (error) {
1813                         num_aio_resv_start--;
1814                         goto retryproc;
1815                 }
1816         } else {
1817                 ret = -1;
1818         }
1819         return (ret);
1820 }
1821
1822 static void
1823 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1824 {
1825         struct proc *userp = context;
1826
1827         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1828         while (--pending >= 0) {
1829                 if (aio_kick(userp))
1830                         break;
1831         }
1832         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1837  * released.
1838  */
1839 static int
1840 kern_aio_return(struct thread *td, struct aiocb *uaiocb, struct aiocb_ops *ops)
1841 {
1842         struct proc *p = td->td_proc;
1843         struct aiocblist *cb;
1844         struct kaioinfo *ki;
1845         int status, error;
1846
1847         ki = p->p_aioinfo;
1848         if (ki == NULL)
1849                 return (EINVAL);
1850         AIO_LOCK(ki);
1851         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1852                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1853                         break;
1854         }
1855         if (cb != NULL) {
1856                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1857                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1858                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1859                 td->td_retval[0] = status;
1860                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1861                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
1862                         cb->outputcharge = 0;
1863                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1864                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1865                         cb->inputcharge = 0;
1866                 }
1867                 aio_free_entry(cb);
1868                 AIO_UNLOCK(ki);
1869                 ops->store_error(uaiocb, error);
1870                 ops->store_status(uaiocb, status);
1871         } else {
1872                 error = EINVAL;
1873                 AIO_UNLOCK(ki);
1874         }
1875         return (error);
1876 }
1877
1878 int
1879 sys_aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1880 {
1881
1882         return (kern_aio_return(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
1883 }
1884
1885 /*
1886  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1887  */
1888 static int
1889 kern_aio_suspend(struct thread *td, int njoblist, struct aiocb **ujoblist,
1890     struct timespec *ts)
1891 {
1892         struct proc *p = td->td_proc;
1893         struct timeval atv;
1894         struct kaioinfo *ki;
1895         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1896         int error, i, timo;
1897
1898         timo = 0;
1899         if (ts) {
1900                 if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= 1000000000)
1901                         return (EINVAL);
1902
1903                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
1904                 if (itimerfix(&atv))
1905                         return (EINVAL);
1906                 timo = tvtohz(&atv);
1907         }
1908
1909         ki = p->p_aioinfo;
1910         if (ki == NULL)
1911                 return (EAGAIN);
1912
1913         if (njoblist == 0)
1914                 return (0);
1915
1916         AIO_LOCK(ki);
1917         for (;;) {
1918                 cbfirst = NULL;
1919                 error = 0;
1920                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1921                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1922                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1923                                         if (cbfirst == NULL)
1924                                                 cbfirst = cb;
1925                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1926                                                 goto RETURN;
1927                                 }
1928                         }
1929                 }
1930                 /* All tasks were finished. */
1931                 if (cbfirst == NULL)
1932                         break;
1933
1934                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1935                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
1936                     "aiospn", timo);
1937                 if (error == ERESTART)
1938                         error = EINTR;
1939                 if (error)
1940                         break;
1941         }
1942 RETURN:
1943         AIO_UNLOCK(ki);
1944         return (error);
1945 }
1946
1947 int
1948 sys_aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
1949 {
1950         struct timespec ts, *tsp;
1951         struct aiocb **ujoblist;
1952         int error;
1953
1954         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
1955                 return (EINVAL);
1956
1957         if (uap->timeout) {
1958                 /* Get timespec struct. */
1959                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
1960                         return (error);
1961                 tsp = &ts;
1962         } else
1963                 tsp = NULL;
1964
1965         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1966         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist, uap->nent * sizeof(ujoblist[0]));
1967         if (error == 0)
1968                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
1969         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1970         return (error);
1971 }
1972
1973 /*
1974  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
1975  * progress.
1976  */
1977 int
1978 sys_aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
1979 {
1980         struct proc *p = td->td_proc;
1981         struct kaioinfo *ki;
1982         struct aiocblist *cbe, *cbn;
1983         struct file *fp;
1984         struct socket *so;
1985         int error;
1986         int remove;
1987         int cancelled = 0;
1988         int notcancelled = 0;
1989         struct vnode *vp;
1990
1991         /* Lookup file object. */
1992         error = fget(td, uap->fd, 0, &fp);
1993         if (error)
1994                 return (error);
1995
1996         ki = p->p_aioinfo;
1997         if (ki == NULL)
1998                 goto done;
1999
2000         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
2001                 vp = fp->f_vnode;
2002                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2003                         fdrop(fp, td);
2004                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2005                         return (0);
2006                 }
2007         }
2008
2009         AIO_LOCK(ki);
2010         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
2011                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
2012                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
2013                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
2014                         remove = 0;
2015
2016                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
2017                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
2018                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
2019                                 remove = 1;
2020                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
2021                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
2022                                 so = fp->f_data;
2023                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
2024                                 remove = 1;
2025                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
2026                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
2027                                 remove = 1;
2028                         }
2029                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
2030
2031                         if (remove) {
2032                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
2033                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
2034                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
2035                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
2036                                 cancelled++;
2037                         } else {
2038                                 notcancelled++;
2039                         }
2040                         if (uap->aiocbp != NULL)
2041                                 break;
2042                 }
2043         }
2044         AIO_UNLOCK(ki);
2045
2046 done:
2047         fdrop(fp, td);
2048
2049         if (uap->aiocbp != NULL) {
2050                 if (cancelled) {
2051                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2052                         return (0);
2053                 }
2054         }
2055
2056         if (notcancelled) {
2057                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2058                 return (0);
2059         }
2060
2061         if (cancelled) {
2062                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2063                 return (0);
2064         }
2065
2066         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
2067
2068         return (0);
2069 }
2070
2071 /*
2072  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
2073  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
2074  * a userland subroutine.
2075  */
2076 static int
2077 kern_aio_error(struct thread *td, struct aiocb *aiocbp, struct aiocb_ops *ops)
2078 {
2079         struct proc *p = td->td_proc;
2080         struct aiocblist *cb;
2081         struct kaioinfo *ki;
2082         int status;
2083
2084         ki = p->p_aioinfo;
2085         if (ki == NULL) {
2086                 td->td_retval[0] = EINVAL;
2087                 return (0);
2088         }
2089
2090         AIO_LOCK(ki);
2091         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
2092                 if (cb->uuaiocb == aiocbp) {
2093                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
2094                                 td->td_retval[0] =
2095                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2096                         else
2097                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
2098                         AIO_UNLOCK(ki);
2099                         return (0);
2100                 }
2101         }
2102         AIO_UNLOCK(ki);
2103
2104         /*
2105          * Hack for failure of aio_aqueue.
2106          */
2107         status = ops->fetch_status(aiocbp);
2108         if (status == -1) {
2109                 td->td_retval[0] = ops->fetch_error(aiocbp);
2110                 return (0);
2111         }
2112
2113         td->td_retval[0] = EINVAL;
2114         return (0);
2115 }
2116
2117 int
2118 sys_aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
2119 {
2120
2121         return (kern_aio_error(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2122 }
2123
2124 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
2125 int
2126 sys_oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
2127 {
2128
2129         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2130             &aiocb_ops_osigevent));
2131 }
2132
2133 int
2134 sys_aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
2135 {
2136
2137         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, &aiocb_ops));
2138 }
2139
2140 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
2141 int
2142 sys_oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
2143 {
2144
2145         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2146             &aiocb_ops_osigevent));
2147 }
2148
2149 int
2150 sys_aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
2151 {
2152
2153         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, &aiocb_ops));
2154 }
2155
2156 static int
2157 kern_lio_listio(struct thread *td, int mode, struct aiocb * const *uacb_list,
2158     struct aiocb **acb_list, int nent, struct sigevent *sig,
2159     struct aiocb_ops *ops)
2160 {
2161         struct proc *p = td->td_proc;
2162         struct aiocb *iocb;
2163         struct kaioinfo *ki;
2164         struct aioliojob *lj;
2165         struct kevent kev;
2166         int error;
2167         int nerror;
2168         int i;
2169
2170         if ((mode != LIO_NOWAIT) && (mode != LIO_WAIT))
2171                 return (EINVAL);
2172
2173         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2174                 return (EINVAL);
2175
2176         if (p->p_aioinfo == NULL)
2177                 aio_init_aioinfo(p);
2178
2179         ki = p->p_aioinfo;
2180
2181         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
2182         lj->lioj_flags = 0;
2183         lj->lioj_count = 0;
2184         lj->lioj_finished_count = 0;
2185         knlist_init_mtx(&lj->klist, AIO_MTX(ki));
2186         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
2187
2188         /*
2189          * Setup signal.
2190          */
2191         if (sig && (mode == LIO_NOWAIT)) {
2192                 bcopy(sig, &lj->lioj_signal, sizeof(lj->lioj_signal));
2193                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2194                         /* Assume only new style KEVENT */
2195                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2196                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2197                         kev.ident = (uintptr_t)uacb_list; /* something unique */
2198                         kev.data = (intptr_t)lj;
2199                         /* pass user defined sigval data */
2200                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2201                         error = kqfd_register(
2202                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td, 1);
2203                         if (error) {
2204                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2205                                 return (error);
2206                         }
2207                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2208                         ;
2209                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2210                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2211                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2212                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2213                                         return EINVAL;
2214                                 }
2215                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2216                 } else {
2217                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2218                         return EINVAL;
2219                 }
2220         }
2221
2222         AIO_LOCK(ki);
2223         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2224         /*
2225          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2226          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2227          * and prevent event from being sent until we have queued
2228          * all tasks.
2229          */
2230         lj->lioj_count = 1;
2231         AIO_UNLOCK(ki);
2232
2233         /*
2234          * Get pointers to the list of I/O requests.
2235          */
2236         nerror = 0;
2237         for (i = 0; i < nent; i++) {
2238                 iocb = acb_list[i];
2239                 if (iocb != NULL) {
2240                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, ops);
2241                         if (error != 0)
2242                                 nerror++;
2243                 }
2244         }
2245
2246         error = 0;
2247         AIO_LOCK(ki);
2248         if (mode == LIO_WAIT) {
2249                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2250                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2251                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2252                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2253                         if (error == ERESTART)
2254                                 error = EINTR;
2255                         if (error)
2256                                 break;
2257                 }
2258         } else {
2259                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2260                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2261                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2262                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2263                         }
2264                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
2265                             == LIOJ_SIGNAL
2266                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2267                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2268                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
2269                                             &lj->lioj_ksi);
2270                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2271                         }
2272                 }
2273         }
2274         lj->lioj_count--;
2275         if (lj->lioj_count == 0) {
2276                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2277                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2278                 PROC_LOCK(p);
2279                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2280                 PROC_UNLOCK(p);
2281                 AIO_UNLOCK(ki);
2282                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2283         } else
2284                 AIO_UNLOCK(ki);
2285
2286         if (nerror)
2287                 return (EIO);
2288         return (error);
2289 }
2290
2291 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2292 int
2293 sys_olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
2294 {
2295         struct aiocb **acb_list;
2296         struct sigevent *sigp, sig;
2297         struct osigevent osig;
2298         int error, nent;
2299
2300         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2301                 return (EINVAL);
2302
2303         nent = uap->nent;
2304         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2305                 return (EINVAL);
2306
2307         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2308                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2309                 if (error)
2310                         return (error);
2311                 error = convert_old_sigevent(&osig, &sig);
2312                 if (error)
2313                         return (error);
2314                 sigp = &sig;
2315         } else
2316                 sigp = NULL;
2317
2318         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2319         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2320         if (error == 0)
2321                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2322                     (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2323                     &aiocb_ops_osigevent);
2324         free(acb_list, M_LIO);
2325         return (error);
2326 }
2327
2328 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2329 int
2330 sys_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
2331 {
2332         struct aiocb **acb_list;
2333         struct sigevent *sigp, sig;
2334         int error, nent;
2335
2336         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2337                 return (EINVAL);
2338
2339         nent = uap->nent;
2340         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2341                 return (EINVAL);
2342
2343         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2344                 error = copyin(uap->sig, &sig, sizeof(sig));
2345                 if (error)
2346                         return (error);
2347                 sigp = &sig;
2348         } else
2349                 sigp = NULL;
2350
2351         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2352         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2353         if (error == 0)
2354                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode, uap->acb_list, acb_list,
2355                     nent, sigp, &aiocb_ops);
2356         free(acb_list, M_LIO);
2357         return (error);
2358 }
2359
2360 /*
2361  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
2362  * as possible, so we schedule a biohelper task.
2363  */
2364 static void
2365 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2366 {
2367         struct aiocblist *aiocbe;
2368
2369         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2370         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
2371 }
2372
2373 /*
2374  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2375  */
2376 static void
2377 biohelper(void *context, int pending)
2378 {
2379         struct aiocblist *aiocbe = context;
2380         struct buf *bp;
2381         struct proc *userp;
2382         struct kaioinfo *ki;
2383         int nblks;
2384
2385         bp = aiocbe->bp;
2386         userp = aiocbe->userproc;
2387         ki = userp->p_aioinfo;
2388         AIO_LOCK(ki);
2389         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2390         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2391         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2392                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2393         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2394         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2395                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2396         else
2397                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2398         aiocbe->bp = NULL;
2399         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2400         ki->kaio_buffer_count--;
2401         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2402         AIO_UNLOCK(ki);
2403
2404         /* Release mapping into kernel space. */
2405         vunmapbuf(bp);
2406         relpbuf(bp, NULL);
2407         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2408 }
2409
2410 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2411 static int
2412 kern_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aiocb **aiocbp,
2413     struct timespec *ts, struct aiocb_ops *ops)
2414 {
2415         struct proc *p = td->td_proc;
2416         struct timeval atv;
2417         struct kaioinfo *ki;
2418         struct aiocblist *cb;
2419         struct aiocb *uuaiocb;
2420         int error, status, timo;
2421
2422         ops->store_aiocb(aiocbp, NULL);
2423
2424         timo = 0;
2425         if (ts) {
2426                 if ((ts->tv_nsec < 0) || (ts->tv_nsec >= 1000000000))
2427                         return (EINVAL);
2428
2429                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
2430                 if (itimerfix(&atv))
2431                         return (EINVAL);
2432                 timo = tvtohz(&atv);
2433         }
2434
2435         if (p->p_aioinfo == NULL)
2436                 aio_init_aioinfo(p);
2437         ki = p->p_aioinfo;
2438
2439         error = 0;
2440         cb = NULL;
2441         AIO_LOCK(ki);
2442         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2443                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2444                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2445                     "aiowc", timo);
2446                 if (timo && error == ERESTART)
2447                         error = EINTR;
2448                 if (error)
2449                         break;
2450         }
2451
2452         if (cb != NULL) {
2453                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2454                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2455                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2456                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2457                 td->td_retval[0] = status;
2458                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2459                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2460                         cb->outputcharge = 0;
2461                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2462                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2463                         cb->inputcharge = 0;
2464                 }
2465                 aio_free_entry(cb);
2466                 AIO_UNLOCK(ki);
2467                 ops->store_aiocb(aiocbp, uuaiocb);
2468                 ops->store_error(uuaiocb, error);
2469                 ops->store_status(uuaiocb, status);
2470         } else
2471                 AIO_UNLOCK(ki);
2472
2473         return (error);
2474 }
2475
2476 int
2477 sys_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2478 {
2479         struct timespec ts, *tsp;
2480         int error;
2481
2482         if (uap->timeout) {
2483                 /* Get timespec struct. */
2484                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2485                 if (error)
2486                         return (error);
2487                 tsp = &ts;
2488         } else
2489                 tsp = NULL;
2490
2491         return (kern_aio_waitcomplete(td, uap->aiocbp, tsp, &aiocb_ops));
2492 }
2493
2494 static int
2495 kern_aio_fsync(struct thread *td, int op, struct aiocb *aiocbp,
2496     struct aiocb_ops *ops)
2497 {
2498         struct proc *p = td->td_proc;
2499         struct kaioinfo *ki;
2500
2501         if (op != O_SYNC) /* XXX lack of O_DSYNC */
2502                 return (EINVAL);
2503         ki = p->p_aioinfo;
2504         if (ki == NULL)
2505                 aio_init_aioinfo(p);
2506         return (aio_aqueue(td, aiocbp, NULL, LIO_SYNC, ops));
2507 }
2508
2509 int
2510 sys_aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2511 {
2512
2513         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2514 }
2515
2516 /* kqueue attach function */
2517 static int
2518 filt_aioattach(struct knote *kn)
2519 {
2520         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2521
2522         /*
2523          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2524          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2525          * set EV_FLAG1.
2526          */
2527         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2528                 return (EPERM);
2529         kn->kn_ptr.p_aio = aiocbe;
2530         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2531
2532         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2533
2534         return (0);
2535 }
2536
2537 /* kqueue detach function */
2538 static void
2539 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2540 {
2541         struct knlist *knl;
2542
2543         knl = &kn->kn_ptr.p_aio->klist;
2544         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2545         if (!knlist_empty(knl))
2546                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2547         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2548 }
2549
2550 /* kqueue filter function */
2551 /*ARGSUSED*/
2552 static int
2553 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2554 {
2555         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2556
2557         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2558         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2559                 return (0);
2560         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2561         return (1);
2562 }
2563
2564 /* kqueue attach function */
2565 static int
2566 filt_lioattach(struct knote *kn)
2567 {
2568         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2569
2570         /*
2571          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2572          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2573          * set EV_FLAG1.
2574          */
2575         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2576                 return (EPERM);
2577         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2578         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2579
2580         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2581
2582         return (0);
2583 }
2584
2585 /* kqueue detach function */
2586 static void
2587 filt_liodetach(struct knote *kn)
2588 {
2589         struct knlist *knl;
2590
2591         knl = &kn->kn_ptr.p_lio->klist;
2592         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2593         if (!knlist_empty(knl))
2594                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2595         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2596 }
2597
2598 /* kqueue filter function */
2599 /*ARGSUSED*/
2600 static int
2601 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2602 {
2603         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2604
2605         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2606 }
2607
2608 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2609
2610 struct __aiocb_private32 {
2611         int32_t status;
2612         int32_t error;
2613         uint32_t kernelinfo;
2614 };
2615
2616 typedef struct oaiocb32 {
2617         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
2618         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2619         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2620         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2621         struct  osigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2622         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2623         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2624         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2625 } oaiocb32_t;
2626
2627 typedef struct aiocb32 {
2628         int32_t aio_fildes;             /* File descriptor */
2629         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2630         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2631         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2632         int     __spare__[2];
2633         uint32_t __spare2__;
2634         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2635         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2636         struct __aiocb_private32 _aiocb_private;
2637         struct sigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2638 } aiocb32_t;
2639
2640 static int
2641 convert_old_sigevent32(struct osigevent32 *osig, struct sigevent *nsig)
2642 {
2643
2644         /*
2645          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
2646          * supported by AIO with the old sigevent structure.
2647          */
2648         CP(*osig, *nsig, sigev_notify);
2649         switch (nsig->sigev_notify) {
2650         case SIGEV_NONE:
2651                 break;
2652         case SIGEV_SIGNAL:
2653                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
2654                 break;
2655         case SIGEV_KEVENT:
2656                 nsig->sigev_notify_kqueue =
2657                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
2658                 PTRIN_CP(*osig, *nsig, sigev_value.sival_ptr);
2659                 break;
2660         default:
2661                 return (EINVAL);
2662         }
2663         return (0);
2664 }
2665
2666 static int
2667 aiocb32_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2668 {
2669         struct oaiocb32 job32;
2670         int error;
2671
2672         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
2673         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2674         if (error)
2675                 return (error);
2676
2677         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2678         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2679         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2680         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2681         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2682         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2683         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2684         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2685         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2686         return (convert_old_sigevent32(&job32.aio_sigevent,
2687             &kjob->aio_sigevent));
2688 }
2689
2690 static int
2691 convert_sigevent32(struct sigevent32 *sig32, struct sigevent *sig)
2692 {
2693
2694         CP(*sig32, *sig, sigev_notify);
2695         switch (sig->sigev_notify) {
2696         case SIGEV_NONE:
2697                 break;
2698         case SIGEV_THREAD_ID:
2699                 CP(*sig32, *sig, sigev_notify_thread_id);
2700                 /* FALLTHROUGH */
2701         case SIGEV_SIGNAL:
2702                 CP(*sig32, *sig, sigev_signo);
2703                 break;
2704         case SIGEV_KEVENT:
2705                 CP(*sig32, *sig, sigev_notify_kqueue);
2706                 CP(*sig32, *sig, sigev_notify_kevent_flags);
2707                 PTRIN_CP(*sig32, *sig, sigev_value.sival_ptr);
2708                 break;
2709         default:
2710                 return (EINVAL);
2711         }
2712         return (0);
2713 }
2714
2715 static int
2716 aiocb32_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2717 {
2718         struct aiocb32 job32;
2719         int error;
2720
2721         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2722         if (error)
2723                 return (error);
2724         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2725         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2726         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2727         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2728         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2729         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2730         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2731         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2732         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2733         return (convert_sigevent32(&job32.aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
2734 }
2735
2736 static long
2737 aiocb32_fetch_status(struct aiocb *ujob)
2738 {
2739         struct aiocb32 *ujob32;
2740
2741         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2742         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.status));
2743 }
2744
2745 static long
2746 aiocb32_fetch_error(struct aiocb *ujob)
2747 {
2748         struct aiocb32 *ujob32;
2749
2750         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2751         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.error));
2752 }
2753
2754 static int
2755 aiocb32_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
2756 {
2757         struct aiocb32 *ujob32;
2758
2759         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2760         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.status, status));
2761 }
2762
2763 static int
2764 aiocb32_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
2765 {
2766         struct aiocb32 *ujob32;
2767
2768         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2769         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.error, error));
2770 }
2771
2772 static int
2773 aiocb32_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
2774 {
2775         struct aiocb32 *ujob32;
2776
2777         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2778         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
2779 }
2780
2781 static int
2782 aiocb32_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
2783 {
2784
2785         return (suword32(ujobp, (long)ujob));
2786 }
2787
2788 static struct aiocb_ops aiocb32_ops = {
2789         .copyin = aiocb32_copyin,
2790         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2791         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2792         .store_status = aiocb32_store_status,
2793         .store_error = aiocb32_store_error,
2794         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2795         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2796 };
2797
2798 static struct aiocb_ops aiocb32_ops_osigevent = {
2799         .copyin = aiocb32_copyin_old_sigevent,
2800         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2801         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2802         .store_status = aiocb32_store_status,
2803         .store_error = aiocb32_store_error,
2804         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2805         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2806 };
2807
2808 int
2809 freebsd32_aio_return(struct thread *td, struct freebsd32_aio_return_args *uap)
2810 {
2811
2812         return (kern_aio_return(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2813 }
2814
2815 int
2816 freebsd32_aio_suspend(struct thread *td, struct freebsd32_aio_suspend_args *uap)
2817 {
2818         struct timespec32 ts32;
2819         struct timespec ts, *tsp;
2820         struct aiocb **ujoblist;
2821         uint32_t *ujoblist32;
2822         int error, i;
2823
2824         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
2825                 return (EINVAL);
2826
2827         if (uap->timeout) {
2828                 /* Get timespec struct. */
2829                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32))) != 0)
2830                         return (error);
2831                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2832                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2833                 tsp = &ts;
2834         } else
2835                 tsp = NULL;
2836
2837         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
2838         ujoblist32 = (uint32_t *)ujoblist;
2839         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist32, uap->nent *
2840             sizeof(ujoblist32[0]));
2841         if (error == 0) {
2842                 for (i = uap->nent; i > 0; i--)
2843                         ujoblist[i] = PTRIN(ujoblist32[i]);
2844
2845                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2846         }
2847         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
2848         return (error);
2849 }
2850
2851 int
2852 freebsd32_aio_cancel(struct thread *td, struct freebsd32_aio_cancel_args *uap)
2853 {
2854
2855         return (sys_aio_cancel(td, (struct aio_cancel_args *)uap));
2856 }
2857
2858 int
2859 freebsd32_aio_error(struct thread *td, struct freebsd32_aio_error_args *uap)
2860 {
2861
2862         return (kern_aio_error(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2863 }
2864
2865 int
2866 freebsd32_oaio_read(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_read_args *uap)
2867 {
2868
2869         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2870             &aiocb32_ops_osigevent));
2871 }
2872
2873 int
2874 freebsd32_aio_read(struct thread *td, struct freebsd32_aio_read_args *uap)
2875 {
2876
2877         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2878             &aiocb32_ops));
2879 }
2880
2881 int
2882 freebsd32_oaio_write(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_write_args *uap)
2883 {
2884
2885         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2886             &aiocb32_ops_osigevent));
2887 }
2888
2889 int
2890 freebsd32_aio_write(struct thread *td, struct freebsd32_aio_write_args *uap)
2891 {
2892
2893         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2894             &aiocb32_ops));
2895 }
2896
2897 int
2898 freebsd32_aio_waitcomplete(struct thread *td,
2899     struct freebsd32_aio_waitcomplete_args *uap)
2900 {
2901         struct timespec32 ts32;
2902         struct timespec ts, *tsp;
2903         int error;
2904
2905         if (uap->timeout) {
2906                 /* Get timespec struct. */
2907                 error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32));
2908                 if (error)
2909                         return (error);
2910                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2911                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2912                 tsp = &ts;
2913         } else
2914                 tsp = NULL;
2915
2916         return (kern_aio_waitcomplete(td, (struct aiocb **)uap->aiocbp, tsp,
2917             &aiocb32_ops));
2918 }
2919
2920 int
2921 freebsd32_aio_fsync(struct thread *td, struct freebsd32_aio_fsync_args *uap)
2922 {
2923
2924         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, (struct aiocb *)uap->aiocbp,
2925             &aiocb32_ops));
2926 }
2927
2928 int
2929 freebsd32_olio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_olio_listio_args *uap)
2930 {
2931         struct aiocb **acb_list;
2932         struct sigevent *sigp, sig;
2933         struct osigevent32 osig;
2934         uint32_t *acb_list32;
2935         int error, i, nent;
2936
2937         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2938                 return (EINVAL);
2939
2940         nent = uap->nent;
2941         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2942                 return (EINVAL);
2943
2944         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2945                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2946                 if (error)
2947                         return (error);
2948                 error = convert_old_sigevent32(&osig, &sig);
2949                 if (error)
2950                         return (error);
2951                 sigp = &sig;
2952         } else
2953                 sigp = NULL;
2954
2955         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2956         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
2957         if (error) {
2958                 free(acb_list32, M_LIO);
2959                 return (error);
2960         }
2961         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2962         for (i = 0; i < nent; i++)
2963                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
2964         free(acb_list32, M_LIO);
2965
2966         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2967             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2968             &aiocb32_ops_osigevent);
2969         free(acb_list, M_LIO);
2970         return (error);
2971 }
2972
2973 int
2974 freebsd32_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_lio_listio_args *uap)
2975 {
2976         struct aiocb **acb_list;
2977         struct sigevent *sigp, sig;
2978         struct sigevent32 sig32;
2979         uint32_t *acb_list32;
2980         int error, i, nent;
2981
2982         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2983                 return (EINVAL);
2984
2985         nent = uap->nent;
2986         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2987                 return (EINVAL);
2988
2989         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2990                 error = copyin(uap->sig, &sig32, sizeof(sig32));
2991                 if (error)
2992                         return (error);
2993                 error = convert_sigevent32(&sig32, &sig);
2994                 if (error)
2995                         return (error);
2996                 sigp = &sig;
2997         } else
2998                 sigp = NULL;
2999
3000         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3001         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3002         if (error) {
3003                 free(acb_list32, M_LIO);
3004                 return (error);
3005         }
3006         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3007         for (i = 0; i < nent; i++)
3008                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3009         free(acb_list32, M_LIO);
3010
3011         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3012             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3013             &aiocb32_ops);
3014         free(acb_list, M_LIO);
3015         return (error);
3016 }
3017
3018 #endif