sys/kern/vfs_aio.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
  10  *    derived from this software without specific prior written permission.
  11  *
  12  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
  13  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
  14  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
  15  */
  16
  17 /*
  18  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
  19  */
  20
  21 #include <sys/cdefs.h>
  22 __FBSDID("$FreeBSD$");
  23
  24 #include <sys/param.h>
  25 #include <sys/systm.h>
  26 #include <sys/malloc.h>
  27 #include <sys/bio.h>
  28 #include <sys/buf.h>
  29 #include <sys/eventhandler.h>
  30 #include <sys/sysproto.h>
  31 #include <sys/filedesc.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/module.h>
  34 #include <sys/kthread.h>
  35 #include <sys/fcntl.h>
  36 #include <sys/file.h>
  37 #include <sys/limits.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/mutex.h>
  40 #include <sys/unistd.h>
  41 #include <sys/proc.h>
  42 #include <sys/resourcevar.h>
  43 #include <sys/signalvar.h>
  44 #include <sys/protosw.h>
  45 #include <sys/sema.h>
  46 #include <sys/socket.h>
  47 #include <sys/socketvar.h>
  48 #include <sys/syscall.h>
  49 #include <sys/sysent.h>
  50 #include <sys/sysctl.h>
  51 #include <sys/sx.h>
  52 #include <sys/taskqueue.h>
  53 #include <sys/vnode.h>
  54 #include <sys/conf.h>
  55 #include <sys/event.h>
  56
  57 #include <machine/atomic.h>
  58
  59 #include <posix4/posix4.h>
  60 #include <vm/vm.h>
  61 #include <vm/vm_extern.h>
  62 #include <vm/pmap.h>
  63 #include <vm/vm_map.h>
  64 #include <vm/uma.h>
  65 #include <sys/aio.h>
  66
  67 #include "opt_vfs_aio.h"
  68
  69 /*
  70  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
  71  * overflow.
  72  */
  73 static  long jobrefid;
  74
  75 #define JOBST_NULL              0x0
  76 #define JOBST_JOBQSOCK          0x1
  77 #define JOBST_JOBQGLOBAL        0x2
  78 #define JOBST_JOBRUNNING        0x3
  79 #define JOBST_JOBFINISHED       0x4
  80 #define JOBST_JOBQBUF           0x5
  81
  82 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
  83 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
  84 #endif
  85
  86 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
  87 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  88 #endif
  89
  90 #ifndef MAX_AIO_PROCS
  91 #define MAX_AIO_PROCS           32
  92 #endif
  93
  94 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
  95 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  96 #endif
  97
  98 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
  99 #define TARGET_AIO_PROCS        4
 100 #endif
 101
 102 #ifndef MAX_BUF_AIO
 103 #define MAX_BUF_AIO             16
 104 #endif
 105
 106 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
 107 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
 108 #endif
 109
 110 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
 111 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
 112 #endif
 113
 114 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
 115
 116 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
 117 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
 118         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
 119         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
 120
 121 static int num_aio_procs = 0;
 122 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
 123         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
 124         "Number of presently active kernel threads for async IO");
 125
 126 /*
 127  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
 128  * number when it gets a chance.
 129  */
 130 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
 131 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
 132         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
 133
 134 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
 135 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
 136     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
 137
 138 static int num_queue_count = 0;
 139 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
 140     "Number of queued aio requests");
 141
 142 static int num_buf_aio = 0;
 143 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
 144     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
 145
 146 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
 147 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
 148 static int num_aio_resv_start = 0;
 149
 150 static int aiod_timeout;
 151 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
 152     "Timeout value for synchronous aio operations");
 153
 154 static int aiod_lifetime;
 155 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
 156     "Maximum lifetime for idle aiod");
 157
 158 static int unloadable = 0;
 159 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
 160     "Allow unload of aio (not recommended)");
 161
 162
 163 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
 164 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
 165     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
 166
 167 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
 168 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
 169     &max_aio_queue_per_proc, 0,
 170     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
 171
 172 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
 173 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
 174     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
 175
 176 typedef struct oaiocb {
 177         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
 178         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
 179         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
 180         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
 181         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
 182         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
 183         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
 184         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
 185 } oaiocb_t;
 186
 187 /*
 188  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
 189  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
 190  *
 191  * * - need not protected
 192  * a - locked by proc mtx
 193  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
 194  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
 195  *     reused.
 196  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
 197  */
 198
 199 /*
 200  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
 201  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
 202  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
 203  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
 204  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
 205  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
 206  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
 207  * structure is not safe because there is race between userland and aio
 208  * daemons.
 209  */
 210
 211 struct aiocblist {
 212         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
 213         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
 214         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
 215         int     jobflags;               /* (a) job flags */
 216         int     jobstate;               /* (b) job state */
 217         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
 218         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
 219         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
 220                                          * buffer pointer
 221                                          */
 222         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
 223         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
 224         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
 225         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
 226         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
 227         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
 228         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
 229         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
 230         struct task     biotask;        /* (*) private to BIO backend */
 231 };
 232
 233 /* jobflags */
 234 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
 235 #define AIOCBLIST_DONE          0x10
 236 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x20
 237
 238 /*
 239  * AIO process info
 240  */
 241 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
 242
 243 struct aiothreadlist {
 244         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
 245         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
 246         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
 247 };
 248
 249 /*
 250  * data-structure for lio signal management
 251  */
 252 struct aioliojob {
 253         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
 254         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
 255         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
 256         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
 257         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
 258         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
 259         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
 260 };
 261
 262 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
 263 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
 264 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
 265
 266 /*
 267  * per process aio data structure
 268  */
 269 struct kaioinfo {
 270         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
 271         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
 272         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
 273         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
 274         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
 275         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
 276         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
 277         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
 278         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
 279         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
 280         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
 281         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
 282         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
 283                                                  *  not used yet.
 284                                                  */
 285 };
 286
 287 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
 288 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
 289
 290 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
 291 static struct sema aio_newproc_sem;
 292 static struct mtx aio_job_mtx;
 293 static struct mtx aio_sock_mtx;
 294 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
 295 static struct unrhdr *aiod_unr;
 296
 297 static void     aio_init_aioinfo(struct proc *p);
 298 static void     aio_onceonly(void);
 299 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
 300 static void     aio_process(struct aiocblist *aiocbe);
 301 static int      aio_newproc(int *);
 302 static int      aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
 303                         struct aioliojob *lio, int type, int osigev);
 304 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
 305 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
 306 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
 307 static void     biohelper(void *, int);
 308 static void     aio_daemon(void *param);
 309 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
 310 static int      aio_unload(void);
 311 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
 312 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
 313 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
 314 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
 315 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
 316 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
 317 #define DONE_BUF 1
 318 #define DONE_QUEUE 2
 319 static void     aio_bio_done_notify( struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
 320 static int      do_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap,
 321                         int oldsigev);
 322
 323 /*
 324  * Zones for:
 325  *      kaio    Per process async io info
 326  *      aiop    async io thread data
 327  *      aiocb   async io jobs
 328  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
 329  *      aiolio  list io jobs
 330  */
 331 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
 332
 333 /* kqueue filters for aio */
 334 static struct filterops aio_filtops =
 335         { 0, filt_aioattach, filt_aiodetach, filt_aio };
 336 static struct filterops lio_filtops =
 337         { 0, filt_lioattach, filt_liodetach, filt_lio };
 338
 339 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
 340
 341 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
 342
 343 /*
 344  * Main operations function for use as a kernel module.
 345  */
 346 static int
 347 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
 348 {
 349         int error = 0;
 350
 351         switch (cmd) {
 352         case MOD_LOAD:
 353                 aio_onceonly();
 354                 break;
 355         case MOD_UNLOAD:
 356                 error = aio_unload();
 357                 break;
 358         case MOD_SHUTDOWN:
 359                 break;
 360         default:
 361                 error = EINVAL;
 362                 break;
 363         }
 364         return (error);
 365 }
 366
 367 static moduledata_t aio_mod = {
 368         "aio",
 369         &aio_modload,
 370         NULL
 371 };
 372
 373 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_return);
 374 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_suspend);
 375 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_cancel);
 376 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_error);
 377 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_read);
 378 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_write);
 379 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_waitcomplete);
 380 SYSCALL_MODULE_HELPER(lio_listio);
 381 SYSCALL_MODULE_HELPER(oaio_read);
 382 SYSCALL_MODULE_HELPER(oaio_write);
 383 SYSCALL_MODULE_HELPER(olio_listio);
 384
 385 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
 386         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
 387 MODULE_VERSION(aio, 1);
 388
 389 /*
 390  * Startup initialization
 391  */
 392 static void
 393 aio_onceonly(void)
 394 {
 395
 396         /* XXX: should probably just use so->callback */
 397         aio_swake = &aio_swake_cb;
 398         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
 399             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 400         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown, NULL,
 401             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 402         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
 403         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
 404         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
 405         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
 406         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
 407         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
 408         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
 409         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
 410         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
 411             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 412         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
 413             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 414         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
 415             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 416         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
 417             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 418         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
 419             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 420         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
 421         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
 422         jobrefid = 1;
 423         async_io_version = _POSIX_VERSION;
 424         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
 425         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
 426         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
 427 }
 428
 429 /*
 430  * Callback for unload of AIO when used as a module.
 431  */
 432 static int
 433 aio_unload(void)
 434 {
 435         int error;
 436
 437         /*
 438          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
 439          * perhaps we could do it if locked out callers and then
 440          * did an aio_proc_rundown() on each process.
 441          *
 442          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
 443          * so I don't think that would fly.
 444          */
 445         if (!unloadable)
 446                 return (EOPNOTSUPP);
 447
 448         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
 449         if (error)
 450                 return error;
 451         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
 452         if (error)
 453                 return error;
 454         async_io_version = 0;
 455         aio_swake = NULL;
 456         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
 457         delete_unrhdr(aiod_unr);
 458         uma_zdestroy(kaio_zone);
 459         uma_zdestroy(aiop_zone);
 460         uma_zdestroy(aiocb_zone);
 461         uma_zdestroy(aiol_zone);
 462         uma_zdestroy(aiolio_zone);
 463         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
 464         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
 465         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
 466         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
 467         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
 468         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
 469         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
 470         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
 471         return (0);
 472 }
 473
 474 /*
 475  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
 476  * per-process for user limit (resource) management.
 477  */
 478 static void
 479 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
 480 {
 481         struct kaioinfo *ki;
 482
 483         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
 484         ki->kaio_flags = 0;
 485         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
 486         ki->kaio_active_count = 0;
 487         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
 488         ki->kaio_count = 0;
 489         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
 490         ki->kaio_buffer_count = 0;
 491         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
 492         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
 493         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
 494         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
 495         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
 496         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
 497         PROC_LOCK(p);
 498         if (p->p_aioinfo == NULL) {
 499                 p->p_aioinfo = ki;
 500                 PROC_UNLOCK(p);
 501         } else {
 502                 PROC_UNLOCK(p);
 503                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
 504         }
 505
 506         while (num_aio_procs < target_aio_procs)
 507                 aio_newproc(NULL);
 508 }
 509
 510 static int
 511 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
 512 {
 513         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 514         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
 515                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
 516                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
 517                 return (psignal_event(p, sigev, ksi));
 518         }
 519         return (0);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
 524  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
 525  * restart the queue scan.
 526  */
 527 static int
 528 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
 529 {
 530         struct kaioinfo *ki;
 531         struct aioliojob *lj;
 532         struct proc *p;
 533
 534         p = aiocbe->userproc;
 535
 536         PROC_LOCK_ASSERT(p, MA_OWNED);
 537         MPASS(curproc == p);
 538         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
 539
 540         ki = p->p_aioinfo;
 541         MPASS(ki != NULL);
 542
 543         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
 544
 545         ki->kaio_count--;
 546         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
 547
 548         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 549         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
 550
 551         lj = aiocbe->lio;
 552         if (lj) {
 553                 lj->lioj_count--;
 554                 lj->lioj_finished_count--;
 555
 556                 if (lj->lioj_count == 0) {
 557                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 558                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
 559                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 560                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 561                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 562                 }
 563         }
 564
 565         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
 566         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
 567         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
 568
 569         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
 570         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
 571         PROC_UNLOCK(p);
 572
 573         /*
 574          * The thread argument here is used to find the owning process
 575          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
 576          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
 577          * need a thread pointer from the process owning the job that is
 578          * persistent and won't disappear out from under us or move to
 579          * another process.
 580          *
 581          * Currently, all the callers of this function call it to remove
 582          * an aiocblist from the current process' job list either via a
 583          * syscall or due to the current process calling exit() or
 584          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
 585          * curthread can't exit since we are curthread.
 586          *
 587          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
 588          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
 589          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
 590          * at open time, but this is already true of file descriptors in
 591          * a multithreaded process.
 592          */
 593         fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
 594         crfree(aiocbe->cred);
 595         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
 596         PROC_LOCK(p);
 597
 598         return (0);
 599 }
 600
 601 /*
 602  * Rundown the jobs for a given process.
 603  */
 604 static void
 605 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
 606 {
 607         struct kaioinfo *ki;
 608         struct aioliojob *lj;
 609         struct aiocblist *cbe, *cbn;
 610         struct file *fp;
 611         struct socket *so;
 612         int remove;
 613
 614         KASSERT(curthread->td_proc == p,
 615             ("%s: called on non-curproc", __func__));
 616         ki = p->p_aioinfo;
 617         if (ki == NULL)
 618                 return;
 619
 620         PROC_LOCK(p);
 621         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
 622
 623 restart:
 624
 625         /*
 626          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
 627          * aio_cancel on all pending I/O requests.
 628          */
 629         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
 630                 remove = 0;
 631                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
 632                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
 633                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
 634                         remove = 1;
 635                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
 636                         fp = cbe->fd_file;
 637                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
 638                         so = fp->f_data;
 639                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
 640                         remove = 1;
 641                 }
 642                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 643
 644                 if (remove) {
 645                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 646                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
 647                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
 648                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
 649                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
 650                 }
 651         }
 652
 653         /* Wait for all running I/O to be finished */
 654         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
 655             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
 656                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
 657                 msleep(&p->p_aioinfo, &p->p_mtx, PRIBIO, "aioprn", hz);
 658                 goto restart;
 659         }
 660
 661         /* Free all completed I/O requests. */
 662         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
 663                 aio_free_entry(cbe);
 664
 665         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
 666                 if (lj->lioj_count == 0) {
 667                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 668                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 669                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 670                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 671                 } else {
 672                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
 673                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
 674                 }
 675         }
 676
 677         uma_zfree(kaio_zone, ki);
 678         p->p_aioinfo = NULL;
 679         PROC_UNLOCK(p);
 680 }
 681
 682 /*
 683  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
 684  */
 685 static struct aiocblist *
 686 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
 687 {
 688         struct aiocblist *aiocbe;
 689         struct kaioinfo *ki;
 690         struct proc *userp;
 691
 692         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
 693         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
 694                 userp = aiocbe->userproc;
 695                 ki = userp->p_aioinfo;
 696
 697                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
 698                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 699                         /* Account for currently active jobs. */
 700                         ki->kaio_active_count++;
 701                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
 702                         break;
 703                 }
 704         }
 705         return (aiocbe);
 706 }
 707
 708 /*
 709  * The AIO processing activity.  This is the code that does the I/O request for
 710  * the non-physio version of the operations.  The normal vn operations are used,
 711  * and this code should work in all instances for every type of file, including
 712  * pipes, sockets, fifos, and regular files.
 713  *
 714  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
 715  */
 716 static void
 717 aio_process(struct aiocblist *aiocbe)
 718 {
 719         struct ucred *td_savedcred;
 720         struct thread *td;
 721         struct proc *mycp;
 722         struct aiocb *cb;
 723         struct file *fp;
 724         struct socket *so;
 725         struct uio auio;
 726         struct iovec aiov;
 727         int cnt;
 728         int error;
 729         int oublock_st, oublock_end;
 730         int inblock_st, inblock_end;
 731
 732         td = curthread;
 733         td_savedcred = td->td_ucred;
 734         td->td_ucred = aiocbe->cred;
 735         mycp = td->td_proc;
 736         cb = &aiocbe->uaiocb;
 737         fp = aiocbe->fd_file;
 738
 739         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
 740         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
 741
 742         auio.uio_iov = &aiov;
 743         auio.uio_iovcnt = 1;
 744         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
 745         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
 746         cnt = cb->aio_nbytes;
 747         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
 748         auio.uio_td = td;
 749
 750         inblock_st = mycp->p_stats->p_ru.ru_inblock;
 751         oublock_st = mycp->p_stats->p_ru.ru_oublock;
 752         /*
 753          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
 754          * released in aio_free_entry().
 755          */
 756         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
 757                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 758                 error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 759         } else {
 760                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
 761                         bwillwrite();
 762                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 763                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 764         }
 765         inblock_end = mycp->p_stats->p_ru.ru_inblock;
 766         oublock_end = mycp->p_stats->p_ru.ru_oublock;
 767
 768         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
 769         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
 770
 771         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
 772                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
 773                         error = 0;
 774                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
 775                         int sigpipe = 1;
 776                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
 777                                 so = fp->f_data;
 778                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
 779                                         sigpipe = 0;
 780                         }
 781                         if (sigpipe) {
 782                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
 783                                 psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
 784                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
 785                         }
 786                 }
 787         }
 788
 789         cnt -= auio.uio_resid;
 790         cb->_aiocb_private.error = error;
 791         cb->_aiocb_private.status = cnt;
 792         td->td_ucred = td_savedcred;
 793 }
 794
 795 static void
 796 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
 797 {
 798         struct aioliojob *lj;
 799         struct kaioinfo *ki;
 800         int lj_done;
 801
 802         PROC_LOCK_ASSERT(userp, MA_OWNED);
 803         ki = userp->p_aioinfo;
 804         lj = aiocbe->lio;
 805         lj_done = 0;
 806         if (lj) {
 807                 lj->lioj_finished_count++;
 808                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
 809                         lj_done = 1;
 810         }
 811         if (type == DONE_QUEUE) {
 812                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
 813         } else {
 814                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
 815         }
 816         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 817         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 818
 819         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
 820                 goto notification_done;
 821
 822         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 823             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
 824                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
 825
 826         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
 827
 828         if (lj_done) {
 829                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
 830                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
 831                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
 832                 }
 833                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
 834                     == LIOJ_SIGNAL
 835                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 836                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
 837                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
 838                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
 839                 }
 840         }
 841
 842 notification_done:
 843         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
 844                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
 845                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
 846         }
 847 }
 848
 849 /*
 850  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process,
 851  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
 852  */
 853 static void
 854 aio_daemon(void *_id)
 855 {
 856         struct aiocblist *aiocbe;
 857         struct aiothreadlist *aiop;
 858         struct kaioinfo *ki;
 859         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
 860         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
 861         struct thread *td = curthread;
 862         int id = (intptr_t)_id;
 863
 864         /*
 865          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
 866          */
 867         mycp = td->td_proc;
 868         myvm = mycp->p_vmspace;
 869
 870         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
 871
 872         /*
 873          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
 874          * per daemon.
 875          */
 876         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
 877         aiop->aiothread = td;
 878         aiop->aiothreadflags = AIOP_FREE;
 879
 880         /*
 881          * Place thread (lightweight process) onto the AIO free thread list.
 882          */
 883         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 884         TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
 885         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 886
 887         /*
 888          * Get rid of our current filedescriptors.  AIOD's don't need any
 889          * filedescriptors, except as temporarily inherited from the client.
 890          */
 891         fdfree(td);
 892
 893         /* The daemon resides in its own pgrp. */
 894         setsid(td, NULL);
 895
 896         /*
 897          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
 898          * and creating too many daemons.)
 899          */
 900         sema_post(&aio_newproc_sem);
 901
 902         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 903         for (;;) {
 904                 /*
 905                  * curcp is the current daemon process context.
 906                  * userp is the current user process context.
 907                  */
 908                 curcp = mycp;
 909
 910                 /*
 911                  * Take daemon off of free queue
 912                  */
 913                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
 914                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
 915                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
 916                 }
 917
 918                 /*
 919                  * Check for jobs.
 920                  */
 921                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
 922                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 923                         userp = aiocbe->userproc;
 924
 925                         /*
 926                          * Connect to process address space for user program.
 927                          */
 928                         if (userp != curcp) {
 929                                 /*
 930                                  * Save the current address space that we are
 931                                  * connected to.
 932                                  */
 933                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
 934
 935                                 /*
 936                                  * Point to the new user address space, and
 937                                  * refer to it.
 938                                  */
 939                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
 940                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
 941
 942                                 /* Activate the new mapping. */
 943                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
 944
 945                                 /*
 946                                  * If the old address space wasn't the daemons
 947                                  * own address space, then we need to remove the
 948                                  * daemon's reference from the other process
 949                                  * that it was acting on behalf of.
 950                                  */
 951                                 if (tmpvm != myvm) {
 952                                         vmspace_free(tmpvm);
 953                                 }
 954                                 curcp = userp;
 955                         }
 956
 957                         ki = userp->p_aioinfo;
 958
 959                         /* Do the I/O function. */
 960                         aio_process(aiocbe);
 961
 962                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 963                         /* Decrement the active job count. */
 964                         ki->kaio_active_count--;
 965                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 966
 967                         PROC_LOCK(userp);
 968                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
 969                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
 970                         PROC_UNLOCK(userp);
 971
 972                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 973                 }
 974
 975                 /*
 976                  * Disconnect from user address space.
 977                  */
 978                 if (curcp != mycp) {
 979
 980                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 981
 982                         /* Get the user address space to disconnect from. */
 983                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
 984
 985                         /* Get original address space for daemon. */
 986                         mycp->p_vmspace = myvm;
 987
 988                         /* Activate the daemon's address space. */
 989                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
 990 #ifdef DIAGNOSTIC
 991                         if (tmpvm == myvm) {
 992                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
 993                                     mycp->p_pid);
 994                         }
 995 #endif
 996                         /* Remove our vmspace reference. */
 997                         vmspace_free(tmpvm);
 998
 999                         curcp = mycp;
1000
1001                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1002                         /*
1003                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1004                          * no job can be selected, that should be
1005                          * curcp == mycp.
1006                          */
1007                         continue;
1008                 }
1009
1010                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1011
1012                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1013                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1014
1015                 /*
1016                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1017                  * thereby freeing resources.
1018                  */
1019                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1020                     aiod_lifetime)) {
1021                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1022                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1023                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1024                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1025                                         num_aio_procs--;
1026                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1027                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1028                                         free_unr(aiod_unr, id);
1029 #ifdef DIAGNOSTIC
1030                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1031                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1032                                                     " exiting daemon: %d\n",
1033                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1034                                         }
1035 #endif
1036                                         kthread_exit(0);
1037                                 }
1038                         }
1039                 }
1040         }
1041         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1042         panic("shouldn't be here\n");
1043 }
1044
1045 /*
1046  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1047  * AIO daemon modifies its environment itself.
1048  */
1049 static int
1050 aio_newproc(int *start)
1051 {
1052         int error;
1053         struct proc *p;
1054         int id;
1055
1056         id = alloc_unr(aiod_unr);
1057         error = kthread_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1058                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1059         if (error == 0) {
1060                 /*
1061                  * Wait until daemon is started.
1062                  */
1063                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1064                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1065                 num_aio_procs++;
1066                 if (start != NULL)
1067                         (*start)--;
1068                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1069         } else {
1070                 free_unr(aiod_unr, id);
1071         }
1072         return (error);
1073 }
1074
1075 /*
1076  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1077  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1078  * thus has very low overhead.
1079  *
1080  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1081  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1082  * duration of this call.
1083  */
1084 static int
1085 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1086 {
1087         struct aiocb *cb;
1088         struct file *fp;
1089         struct buf *bp;
1090         struct vnode *vp;
1091         struct kaioinfo *ki;
1092         struct aioliojob *lj;
1093         int error;
1094
1095         cb = &aiocbe->uaiocb;
1096         fp = aiocbe->fd_file;
1097
1098         if (fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1099                 return (-1);
1100
1101         vp = fp->f_vnode;
1102
1103         /*
1104          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1105          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1106          * way when you're talking to a regular file.
1107          */
1108         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1109                 if (error == ENOTBLK)
1110                         return (-1);
1111                 else
1112                         return (error);
1113         }
1114
1115         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1116                 return (-1);
1117
1118         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1119                 return (-1);
1120
1121         if (cb->aio_nbytes > vp->v_rdev->si_iosize_max)
1122                 return (-1);
1123
1124         if (cb->aio_nbytes >
1125             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1126                 return (-1);
1127
1128         ki = p->p_aioinfo;
1129         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1130                 return (-1);
1131
1132         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1133         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1134         BUF_KERNPROC(bp);
1135
1136         PROC_LOCK(p);
1137         ki->kaio_count++;
1138         ki->kaio_buffer_count++;
1139         lj = aiocbe->lio;
1140         if (lj)
1141                 lj->lioj_count++;
1142         PROC_UNLOCK(p);
1143
1144         /*
1145          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1146          */
1147         error = 0;
1148
1149         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1150         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1151         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1152         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1153         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1154         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1155         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1156         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1157         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1158
1159         /*
1160          * Bring buffer into kernel space.
1161          */
1162         if (vmapbuf(bp) < 0) {
1163                 error = EFAULT;
1164                 goto doerror;
1165         }
1166
1167         PROC_LOCK(p);
1168         aiocbe->bp = bp;
1169         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1170         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1171         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1172         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1173         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1174         PROC_UNLOCK(p);
1175
1176         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1177         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1178
1179         bp->b_error = 0;
1180
1181         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1182
1183         /* Perform transfer. */
1184         dev_strategy(vp->v_rdev, bp);
1185         return (0);
1186
1187 doerror:
1188         PROC_LOCK(p);
1189         ki->kaio_count--;
1190         ki->kaio_buffer_count--;
1191         if (lj)
1192                 lj->lioj_count--;
1193         aiocbe->bp = NULL;
1194         PROC_UNLOCK(p);
1195         relpbuf(bp, NULL);
1196         return (error);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1201  */
1202 static void
1203 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1204 {
1205         struct aiocblist *cb, *cbn;
1206         int opcode, wakecount = 0;
1207         struct aiothreadlist *aiop;
1208
1209         if (sb == &so->so_snd)
1210                 opcode = LIO_WRITE;
1211         else
1212                 opcode = LIO_READ;
1213
1214         SOCKBUF_LOCK(sb);
1215         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1216         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1217         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1218                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1219                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1220                                 panic("invalid queue value");
1221                         /* XXX
1222                          * We don't have actual sockets backend yet,
1223                          * so we simply move the requests to the generic
1224                          * file I/O backend.
1225                          */
1226                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1227                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1228                         wakecount++;
1229                 }
1230         }
1231         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1232         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1233
1234         while (wakecount--) {
1235                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1236                 if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1237                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1238                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1239                         wakeup(aiop->aiothread);
1240                 }
1241                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1242         }
1243 }
1244
1245 /*
1246  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1247  * technique is done in this code.
1248  */
1249 static int
1250 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1251         int type, int oldsigev)
1252 {
1253         struct proc *p = td->td_proc;
1254         struct file *fp;
1255         struct socket *so;
1256         struct aiocblist *aiocbe;
1257         struct aiothreadlist *aiop;
1258         struct kaioinfo *ki;
1259         struct kevent kev;
1260         struct kqueue *kq;
1261         struct file *kq_fp;
1262         struct sockbuf *sb;
1263         int opcode;
1264         int error;
1265         int fd;
1266         int jid;
1267
1268         if (p->p_aioinfo == NULL)
1269                 aio_init_aioinfo(p);
1270
1271         ki = p->p_aioinfo;
1272
1273         suword(&job->_aiocb_private.status, -1);
1274         suword(&job->_aiocb_private.error, 0);
1275         suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, -1);
1276
1277         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1278             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1279                 suword(&job->_aiocb_private.error, EAGAIN);
1280                 return (EAGAIN);
1281         }
1282
1283         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1284         aiocbe->inputcharge = 0;
1285         aiocbe->outputcharge = 0;
1286         knlist_init(&aiocbe->klist, &p->p_mtx, NULL, NULL, NULL);
1287
1288         if (oldsigev) {
1289                 bzero(&aiocbe->uaiocb, sizeof(struct aiocb));
1290                 error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(struct oaiocb));
1291                 bcopy(&aiocbe->uaiocb.__spare__, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent,
1292                         sizeof(struct osigevent));
1293         } else {
1294                 error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(struct aiocb));
1295         }
1296         if (error) {
1297                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1298                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1299                 return (error);
1300         }
1301
1302         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1303             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1304             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1305             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1306                 suword(&job->_aiocb_private.error, EINVAL);
1307                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1308                 return (EINVAL);
1309         }
1310
1311         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1312              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1313                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1314                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1315                 return (EINVAL);
1316         }
1317
1318         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1319
1320         /* Save userspace address of the job info. */
1321         aiocbe->uuaiocb = job;
1322
1323         /* Get the opcode. */
1324         if (type != LIO_NOP)
1325                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1326         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1327
1328         /* Fetch the file object for the specified file descriptor. */
1329         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1330         switch (opcode) {
1331         case LIO_WRITE:
1332                 error = fget_write(td, fd, &fp);
1333                 break;
1334         case LIO_READ:
1335                 error = fget_read(td, fd, &fp);
1336                 break;
1337         default:
1338                 error = fget(td, fd, &fp);
1339         }
1340         if (error) {
1341                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1342                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1343                 return (error);
1344         }
1345         aiocbe->fd_file = fp;
1346
1347         if (aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1348                 error = EINVAL;
1349                 goto aqueue_fail;
1350         }
1351
1352         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1353         jid = jobrefid;
1354         if (jobrefid == LONG_MAX)
1355                 jobrefid = 1;
1356         else
1357                 jobrefid++;
1358         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1359
1360         error = suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, jid);
1361         if (error) {
1362                 error = EINVAL;
1363                 goto aqueue_fail;
1364         }
1365         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1366
1367         if (opcode == LIO_NOP) {
1368                 fdrop(fp, td);
1369                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1370                 return (0);
1371         }
1372         if ((opcode != LIO_READ) && (opcode != LIO_WRITE)) {
1373                 error = EINVAL;
1374                 goto aqueue_fail;
1375         }
1376
1377         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
1378                 kev.ident = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1379         } else
1380                 goto no_kqueue;
1381         error = fget(td, (u_int)kev.ident, &kq_fp);
1382         if (error)
1383                 goto aqueue_fail;
1384         if (kq_fp->f_type != DTYPE_KQUEUE) {
1385                 fdrop(kq_fp, td);
1386                 error = EBADF;
1387                 goto aqueue_fail;
1388         }
1389         kq = kq_fp->f_data;
1390         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1391         kev.filter = EVFILT_AIO;
1392         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
1393         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1394         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1395         error = kqueue_register(kq, &kev, td, 1);
1396         fdrop(kq_fp, td);
1397 aqueue_fail:
1398         if (error) {
1399                 fdrop(fp, td);
1400                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1401                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1402                 goto done;
1403         }
1404 no_kqueue:
1405
1406         suword(&job->_aiocb_private.error, EINPROGRESS);
1407         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1408         aiocbe->userproc = p;
1409         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1410         aiocbe->jobflags = 0;
1411         aiocbe->lio = lj;
1412
1413         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1414                 /*
1415                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1416                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1417                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1418                  * operation).
1419                  *
1420                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1421                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1422                  * happens.
1423                  *
1424                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1425                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1426                  */
1427                 so = fp->f_data;
1428                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1429                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1430                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1431                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1432                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1433
1434                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1435                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1436                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1437
1438                         PROC_LOCK(p);
1439                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1440                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1441                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1442                         ki->kaio_count++;
1443                         if (lj)
1444                                 lj->lioj_count++;
1445                         PROC_UNLOCK(p);
1446                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1447                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1448                         error = 0;
1449                         goto done;
1450                 }
1451                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1452         }
1453
1454         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1455                 goto done;
1456 #if 0
1457         if (error > 0) {
1458                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1459                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1460                 goto done;
1461         }
1462 #endif
1463         /* No buffer for daemon I/O. */
1464         aiocbe->bp = NULL;
1465
1466         PROC_LOCK(p);
1467         ki->kaio_count++;
1468         if (lj)
1469                 lj->lioj_count++;
1470         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1471         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1472
1473         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1474         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1475         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1476         PROC_UNLOCK(p);
1477
1478         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1479
1480         /*
1481          * If we don't have a free AIO process, and we are below our quota, then
1482          * start one.  Otherwise, depend on the subsequent I/O completions to
1483          * pick-up this job.  If we don't sucessfully create the new process
1484          * (thread) due to resource issues, we return an error for now (EAGAIN),
1485          * which is likely not the correct thing to do.
1486          */
1487 retryproc:
1488         error = 0;
1489         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1490                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1491                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1492                 wakeup(aiop->aiothread);
1493         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1494             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1495             ki->kaio_maxactive_count)) {
1496                 num_aio_resv_start++;
1497                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1498                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1499                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1500                 if (error) {
1501                         num_aio_resv_start--;
1502                         goto retryproc;
1503                 }
1504         }
1505         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1506
1507 done:
1508         return (error);
1509 }
1510
1511 /*
1512  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1513  * released.
1514  */
1515 int
1516 aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1517 {
1518         struct proc *p = td->td_proc;
1519         struct aiocblist *cb;
1520         struct aiocb *uaiocb;
1521         struct kaioinfo *ki;
1522         int status, error;
1523
1524         ki = p->p_aioinfo;
1525         if (ki == NULL)
1526                 return (EINVAL);
1527         uaiocb = uap->aiocbp;
1528         PROC_LOCK(p);
1529         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1530                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1531                         break;
1532         }
1533         if (cb != NULL) {
1534                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1535                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1536                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1537                 td->td_retval[0] = status;
1538                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1539                         p->p_stats->p_ru.ru_oublock +=
1540                             cb->outputcharge;
1541                         cb->outputcharge = 0;
1542                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1543                         p->p_stats->p_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1544                         cb->inputcharge = 0;
1545                 }
1546                 aio_free_entry(cb);
1547                 PROC_UNLOCK(p);
1548                 suword(&uaiocb->_aiocb_private.error, error);
1549                 suword(&uaiocb->_aiocb_private.status, status);
1550         } else {
1551                 error = EINVAL;
1552                 PROC_UNLOCK(p);
1553         }
1554         return (error);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1559  */
1560 int
1561 aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
1562 {
1563         struct proc *p = td->td_proc;
1564         struct timeval atv;
1565         struct timespec ts;
1566         struct aiocb *const *cbptr, *cbp;
1567         struct kaioinfo *ki;
1568         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1569         struct aiocb **ujoblist;
1570         int njoblist;
1571         int error;
1572         int timo;
1573         int i;
1574
1575         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
1576                 return (EINVAL);
1577
1578         timo = 0;
1579         if (uap->timeout) {
1580                 /* Get timespec struct. */
1581                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
1582                         return (error);
1583
1584                 if (ts.tv_nsec < 0 || ts.tv_nsec >= 1000000000)
1585                         return (EINVAL);
1586
1587                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
1588                 if (itimerfix(&atv))
1589                         return (EINVAL);
1590                 timo = tvtohz(&atv);
1591         }
1592
1593         ki = p->p_aioinfo;
1594         if (ki == NULL)
1595                 return (EAGAIN);
1596
1597         njoblist = 0;
1598         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1599         cbptr = uap->aiocbp;
1600
1601         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
1602                 cbp = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
1603                 if (cbp == 0)
1604                         continue;
1605                 ujoblist[njoblist] = cbp;
1606                 njoblist++;
1607         }
1608
1609         if (njoblist == 0) {
1610                 uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1611                 return (0);
1612         }
1613
1614         PROC_LOCK(p);
1615         for (;;) {
1616                 cbfirst = NULL;
1617                 error = 0;
1618                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1619                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1620                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1621                                         if (cbfirst == NULL)
1622                                                 cbfirst = cb;
1623                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1624                                                 goto RETURN;
1625                                 }
1626                         }
1627                 }
1628                 /* All tasks were finished. */
1629                 if (cbfirst == NULL)
1630                         break;
1631
1632                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1633                 error = msleep(&p->p_aioinfo, &p->p_mtx, PRIBIO | PCATCH,
1634                     "aiospn", timo);
1635                 if (error == ERESTART)
1636                         error = EINTR;
1637                 if (error)
1638                         break;
1639         }
1640 RETURN:
1641         PROC_UNLOCK(p);
1642         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1643         return (error);
1644 }
1645
1646 /*
1647  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
1648  * progress.
1649  */
1650 int
1651 aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
1652 {
1653         struct proc *p = td->td_proc;
1654         struct kaioinfo *ki;
1655         struct aiocblist *cbe, *cbn;
1656         struct file *fp;
1657         struct socket *so;
1658         int error;
1659         int remove;
1660         int cancelled = 0;
1661         int notcancelled = 0;
1662         struct vnode *vp;
1663
1664         /* Lookup file object. */
1665         error = fget(td, uap->fd, &fp);
1666         if (error)
1667                 return (error);
1668
1669         ki = p->p_aioinfo;
1670         if (ki == NULL)
1671                 goto done;
1672
1673         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1674                 vp = fp->f_vnode;
1675                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
1676                         fdrop(fp, td);
1677                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1678                         return (0);
1679                 }
1680         }
1681
1682         PROC_LOCK(p);
1683         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
1684                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
1685                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
1686                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
1687                         remove = 0;
1688
1689                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1690                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
1691                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
1692                                 remove = 1;
1693                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
1694                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
1695                                 so = fp->f_data;
1696                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
1697                                 remove = 1;
1698                         }
1699                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1700
1701                         if (remove) {
1702                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
1703                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
1704                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
1705                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
1706                                 cancelled++;
1707                         } else {
1708                                 notcancelled++;
1709                         }
1710                         if (uap->aiocbp != NULL)
1711                                 break;
1712                 }
1713         }
1714         PROC_UNLOCK(p);
1715
1716 done:
1717         fdrop(fp, td);
1718
1719         if (uap->aiocbp != NULL) {
1720                 if (cancelled) {
1721                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1722                         return (0);
1723                 }
1724         }
1725
1726         if (notcancelled) {
1727                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1728                 return (0);
1729         }
1730
1731         if (cancelled) {
1732                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1733                 return (0);
1734         }
1735
1736         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
1737
1738         return (0);
1739 }
1740
1741 /*
1742  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes only.
1743  * For a user mode async implementation, it would be best to do it in a userland
1744  * subroutine.
1745  */
1746 int
1747 aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
1748 {
1749         struct proc *p = td->td_proc;
1750         struct aiocblist *cb;
1751         struct kaioinfo *ki;
1752         int status;
1753
1754         ki = p->p_aioinfo;
1755         if (ki == NULL) {
1756                 td->td_retval[0] = EINVAL;
1757                 return (0);
1758         }
1759
1760         PROC_LOCK(p);
1761         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1762                 if (cb->uuaiocb == uap->aiocbp) {
1763                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1764                                 td->td_retval[0] =
1765                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1766                         else
1767                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
1768                         PROC_UNLOCK(p);
1769                         return (0);
1770                 }
1771         }
1772         PROC_UNLOCK(p);
1773
1774         /*
1775          * Hack for failure of aio_aqueue.
1776          */
1777         status = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.status);
1778         if (status == -1) {
1779                 td->td_retval[0] = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.error);
1780                 return (0);
1781         }
1782
1783         td->td_retval[0] = EINVAL;
1784         return (0);
1785 }
1786
1787 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
1788 int
1789 oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
1790 {
1791
1792         return aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, 1);
1793 }
1794
1795 int
1796 aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
1797 {
1798
1799         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, 0);
1800 }
1801
1802 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
1803 int
1804 oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
1805 {
1806
1807         return aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, 1);
1808 }
1809
1810 int
1811 aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
1812 {
1813
1814         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, 0);
1815 }
1816
1817 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1818 int
1819 olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
1820 {
1821         return do_lio_listio(td, (struct lio_listio_args *)uap, 1);
1822 }
1823
1824 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1825 int
1826 lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
1827 {
1828         return do_lio_listio(td, uap, 0);
1829 }
1830
1831 static int
1832 do_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap, int oldsigev)
1833 {
1834         struct proc *p = td->td_proc;
1835         struct aiocb *iocb, * const *cbptr;
1836         struct kaioinfo *ki;
1837         struct aioliojob *lj;
1838         struct kevent kev;
1839         struct kqueue * kq;
1840         struct file *kq_fp;
1841         int nent;
1842         int error;
1843         int nerror;
1844         int i;
1845
1846         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
1847                 return (EINVAL);
1848
1849         nent = uap->nent;
1850         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
1851                 return (EINVAL);
1852
1853         if (p->p_aioinfo == NULL)
1854                 aio_init_aioinfo(p);
1855
1856         ki = p->p_aioinfo;
1857
1858         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
1859         lj->lioj_flags = 0;
1860         lj->lioj_count = 0;
1861         lj->lioj_finished_count = 0;
1862         knlist_init(&lj->klist, &p->p_mtx, NULL, NULL, NULL);
1863         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
1864
1865         /*
1866          * Setup signal.
1867          */
1868         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
1869                 bzero(&lj->lioj_signal, sizeof(&lj->lioj_signal));
1870                 error = copyin(uap->sig, &lj->lioj_signal,
1871                                 oldsigev ? sizeof(struct osigevent) :
1872                                            sizeof(struct sigevent));
1873                 if (error) {
1874                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1875                         return (error);
1876                 }
1877
1878                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
1879                         /* Assume only new style KEVENT */
1880                         error = fget(td, lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue,
1881                                 &kq_fp);
1882                         if (error) {
1883                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1884                                 return (error);
1885                         }
1886                         if (kq_fp->f_type != DTYPE_KQUEUE) {
1887                                 fdrop(kq_fp, td);
1888                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1889                                 return (EBADF);
1890                         }
1891                         kq = (struct kqueue *)kq_fp->f_data;
1892                         kev.filter = EVFILT_LIO;
1893                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
1894                         kev.ident = (uintptr_t)lj; /* something unique */
1895                         kev.data = (intptr_t)lj;
1896                         /* pass user defined sigval data */
1897                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
1898                         error = kqueue_register(kq, &kev, td, 1);
1899                         fdrop(kq_fp, td);
1900                         if (error) {
1901                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1902                                 return (error);
1903                         }
1904                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
1905                         ;
1906                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1907                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
1908                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
1909                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1910                                         return EINVAL;
1911                                 }
1912                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
1913                 } else {
1914                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1915                         return EINVAL;
1916                 }
1917         }
1918
1919         PROC_LOCK(p);
1920         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
1921         /*
1922          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
1923          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
1924          * and prevent event from being sent until we have queued
1925          * all tasks.
1926          */
1927         lj->lioj_count = 1;
1928         PROC_UNLOCK(p);
1929
1930         /*
1931          * Get pointers to the list of I/O requests.
1932          */
1933         nerror = 0;
1934         cbptr = uap->acb_list;
1935         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
1936                 iocb = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
1937                 if (((intptr_t)iocb != -1) && ((intptr_t)iocb != 0)) {
1938                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, oldsigev);
1939                         if (error != 0)
1940                                 nerror++;
1941                 }
1942         }
1943
1944         error = 0;
1945         PROC_LOCK(p);
1946         if (uap->mode == LIO_WAIT) {
1947                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
1948                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1949                         error = msleep(&p->p_aioinfo, &p->p_mtx,
1950                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
1951                         if (error == ERESTART)
1952                                 error = EINTR;
1953                         if (error)
1954                                 break;
1955                 }
1956         } else {
1957                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
1958                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
1959                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
1960                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
1961                         }
1962                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
1963                             == LIOJ_SIGNAL
1964                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1965                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
1966                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
1967                                             &lj->lioj_ksi);
1968                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
1969                         }
1970                 }
1971         }
1972         lj->lioj_count--;
1973         if (lj->lioj_count == 0) {
1974                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
1975                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
1976                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
1977                 PROC_UNLOCK(p);
1978                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
1979         } else
1980                 PROC_UNLOCK(p);
1981
1982         if (nerror)
1983                 return (EIO);
1984         return (error);
1985 }
1986
1987 /*
1988  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
1989  * as possible, so we schedule a biohelper task.
1990  */
1991 static void
1992 aio_physwakeup(struct buf *bp)
1993 {
1994         struct aiocblist *aiocbe;
1995
1996         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
1997         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
1998 }
1999
2000 /*
2001  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2002  */
2003 static void
2004 biohelper(void *context, int pending)
2005 {
2006         struct aiocblist *aiocbe = context;
2007         struct buf *bp;
2008         struct proc *userp;
2009         struct kaioinfo *ki;
2010         int nblks;
2011
2012         bp = aiocbe->bp;
2013         userp = aiocbe->userproc;
2014         ki = userp->p_aioinfo;
2015         PROC_LOCK(userp);
2016         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2017         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2018         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2019                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2020         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2021         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2022                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2023         else
2024                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2025         aiocbe->bp = NULL;
2026         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2027         ki->kaio_buffer_count--;
2028         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2029         PROC_UNLOCK(userp);
2030
2031         /* Release mapping into kernel space. */
2032         vunmapbuf(bp);
2033         relpbuf(bp, NULL);
2034         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2035 }
2036
2037 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2038 int
2039 aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2040 {
2041         struct proc *p = td->td_proc;
2042         struct timeval atv;
2043         struct timespec ts;
2044         struct kaioinfo *ki;
2045         struct aiocblist *cb;
2046         struct aiocb *uuaiocb;
2047         int error, status, timo;
2048
2049         suword(uap->aiocbp, (long)NULL);
2050
2051         timo = 0;
2052         if (uap->timeout) {
2053                 /* Get timespec struct. */
2054                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2055                 if (error)
2056                         return (error);
2057
2058                 if ((ts.tv_nsec < 0) || (ts.tv_nsec >= 1000000000))
2059                         return (EINVAL);
2060
2061                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
2062                 if (itimerfix(&atv))
2063                         return (EINVAL);
2064                 timo = tvtohz(&atv);
2065         }
2066
2067         if (p->p_aioinfo == NULL)
2068                 aio_init_aioinfo(p);
2069         ki = p->p_aioinfo;
2070
2071         error = 0;
2072         cb = NULL;
2073         PROC_LOCK(p);
2074         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2075                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2076                 error = msleep(&p->p_aioinfo, &p->p_mtx, PRIBIO | PCATCH,
2077                     "aiowc", timo);
2078                 if (timo && error == ERESTART)
2079                         error = EINTR;
2080                 if (error)
2081                         break;
2082         }
2083
2084         if (cb != NULL) {
2085                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2086                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2087                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2088                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2089                 td->td_retval[0] = status;
2090                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2091                         p->p_stats->p_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2092                         cb->outputcharge = 0;
2093                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2094                         p->p_stats->p_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2095                         cb->inputcharge = 0;
2096                 }
2097                 aio_free_entry(cb);
2098                 PROC_UNLOCK(p);
2099                 suword(uap->aiocbp, (long)uuaiocb);
2100                 suword(&uuaiocb->_aiocb_private.error, error);
2101                 suword(&uuaiocb->_aiocb_private.status, status);
2102         } else
2103                 PROC_UNLOCK(p);
2104
2105         return (error);
2106 }
2107
2108 /* kqueue attach function */
2109 static int
2110 filt_aioattach(struct knote *kn)
2111 {
2112         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2113
2114         /*
2115          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2116          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2117          * set EV_FLAG1.
2118          */
2119         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2120                 return (EPERM);
2121         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2122
2123         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2124
2125         return (0);
2126 }
2127
2128 /* kqueue detach function */
2129 static void
2130 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2131 {
2132         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2133
2134         if (!knlist_empty(&aiocbe->klist))
2135                 knlist_remove(&aiocbe->klist, kn, 0);
2136 }
2137
2138 /* kqueue filter function */
2139 /*ARGSUSED*/
2140 static int
2141 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2142 {
2143         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2144
2145         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2146         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2147                 return (0);
2148         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2149         return (1);
2150 }
2151
2152 /* kqueue attach function */
2153 static int
2154 filt_lioattach(struct knote *kn)
2155 {
2156         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2157
2158         /*
2159          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2160          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2161          * set EV_FLAG1.
2162          */
2163         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2164                 return (EPERM);
2165         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2166
2167         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2168
2169         return (0);
2170 }
2171
2172 /* kqueue detach function */
2173 static void
2174 filt_liodetach(struct knote *kn)
2175 {
2176         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2177
2178         if (!knlist_empty(&lj->klist))
2179                 knlist_remove(&lj->klist, kn, 0);
2180 }
2181
2182 /* kqueue filter function */
2183 /*ARGSUSED*/
2184 static int
2185 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2186 {
2187         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2188
2189         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2190 }