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/posix4.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/resourcevar.h>
  44 #include <sys/signalvar.h>
  45 #include <sys/protosw.h>
  46 #include <sys/sema.h>
  47 #include <sys/socket.h>
  48 #include <sys/socketvar.h>
  49 #include <sys/syscall.h>
  50 #include <sys/sysent.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52 #include <sys/sx.h>
  53 #include <sys/taskqueue.h>
  54 #include <sys/vnode.h>
  55 #include <sys/conf.h>
  56 #include <sys/event.h>
  57 #include <sys/mount.h>
  58
  59 #include <machine/atomic.h>
  60
  61 #include <vm/vm.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/pmap.h>
  64 #include <vm/vm_map.h>
  65 #include <vm/vm_object.h>
  66 #include <vm/uma.h>
  67 #include <sys/aio.h>
  68
  69 #include "opt_vfs_aio.h"
  70
  71 /*
  72  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
  73  * overflow. (XXX will be removed soon.)
  74  */
  75 static u_long jobrefid;
  76
  77 /*
  78  * Counter for aio_fsync.
  79  */
  80 static uint64_t jobseqno;
  81
  82 #define JOBST_NULL              0
  83 #define JOBST_JOBQSOCK          1
  84 #define JOBST_JOBQGLOBAL        2
  85 #define JOBST_JOBRUNNING        3
  86 #define JOBST_JOBFINISHED       4
  87 #define JOBST_JOBQBUF           5
  88 #define JOBST_JOBQSYNC          6
  89
  90 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
  91 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
  92 #endif
  93
  94 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
  95 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  96 #endif
  97
  98 #ifndef MAX_AIO_PROCS
  99 #define MAX_AIO_PROCS           32
 100 #endif
 101
 102 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
 103 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
 104 #endif
 105
 106 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
 107 #define TARGET_AIO_PROCS        4
 108 #endif
 109
 110 #ifndef MAX_BUF_AIO
 111 #define MAX_BUF_AIO             16
 112 #endif
 113
 114 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
 115 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
 116 #endif
 117
 118 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
 119 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
 120 #endif
 121
 122 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
 123
 124 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
 125 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
 126         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
 127         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
 128
 129 static int num_aio_procs = 0;
 130 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
 131         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
 132         "Number of presently active kernel threads for async IO");
 133
 134 /*
 135  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
 136  * number when it gets a chance.
 137  */
 138 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
 139 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
 140         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
 141
 142 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
 143 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
 144     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
 145
 146 static int num_queue_count = 0;
 147 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
 148     "Number of queued aio requests");
 149
 150 static int num_buf_aio = 0;
 151 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
 152     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
 153
 154 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
 155 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
 156 static int num_aio_resv_start = 0;
 157
 158 static int aiod_timeout;
 159 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
 160     "Timeout value for synchronous aio operations");
 161
 162 static int aiod_lifetime;
 163 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
 164     "Maximum lifetime for idle aiod");
 165
 166 static int unloadable = 0;
 167 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
 168     "Allow unload of aio (not recommended)");
 169
 170
 171 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
 172 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
 173     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
 174
 175 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
 176 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
 177     &max_aio_queue_per_proc, 0,
 178     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
 179
 180 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
 181 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
 182     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
 183
 184 typedef struct oaiocb {
 185         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
 186         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
 187         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
 188         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
 189         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
 190         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
 191         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
 192         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
 193 } oaiocb_t;
 194
 195 /*
 196  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
 197  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
 198  *
 199  * * - need not protected
 200  * a - locked by kaioinfo lock
 201  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
 202  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
 203  *     reused.
 204  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
 205  */
 206
 207 /*
 208  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
 209  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
 210  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
 211  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
 212  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
 213  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
 214  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
 215  * structure is not safe because there is race between userland and aio
 216  * daemons.
 217  */
 218
 219 struct aiocblist {
 220         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
 221         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
 222         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
 223         int     jobflags;               /* (a) job flags */
 224         int     jobstate;               /* (b) job state */
 225         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
 226         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
 227         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
 228                                          * buffer pointer
 229                                          */
 230         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
 231         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
 232         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
 233         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
 234         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
 235         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
 236         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
 237         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
 238         struct  task biotask;           /* (*) private to BIO backend */
 239         uint64_t seqno;                 /* (*) job number */
 240         int     pending;                /* (a) number of pending I/O, aio_fsync only */
 241 };
 242
 243 /* jobflags */
 244 #define AIOCBLIST_DONE          0x01
 245 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x02
 246 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
 247 #define AIOCBLIST_CHECKSYNC     0x08
 248
 249 /*
 250  * AIO process info
 251  */
 252 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
 253
 254 struct aiothreadlist {
 255         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
 256         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
 257         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
 258 };
 259
 260 /*
 261  * data-structure for lio signal management
 262  */
 263 struct aioliojob {
 264         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
 265         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
 266         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
 267         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
 268         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
 269         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
 270         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
 271 };
 272
 273 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
 274 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
 275 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
 276
 277 /*
 278  * per process aio data structure
 279  */
 280 struct kaioinfo {
 281         struct mtx      kaio_mtx;       /* the lock to protect this struct */
 282         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
 283         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
 284         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
 285         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
 286         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
 287         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
 288         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
 289         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
 290         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
 291         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
 292         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
 293         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
 294         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
 295                                                  *  NOT USED YET.
 296                                                  */
 297         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_syncqueue;  /* (a) queue for aio_fsync */
 298         struct  task    kaio_task;      /* (*) task to kick aio threads */
 299 };
 300
 301 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
 302 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
 303 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
 304 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
 305
 306 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
 307 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
 308
 309 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
 310 static struct sema aio_newproc_sem;
 311 static struct mtx aio_job_mtx;
 312 static struct mtx aio_sock_mtx;
 313 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
 314 static struct unrhdr *aiod_unr;
 315
 316 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
 317 static void     aio_onceonly(void);
 318 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
 319 static void     aio_process(struct aiocblist *aiocbe);
 320 static int      aio_newproc(int *);
 321 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
 322                         struct aioliojob *lio, int type, int osigev);
 323 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
 324 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
 325 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp);
 326 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
 327 static void     biohelper(void *, int);
 328 static void     aio_daemon(void *param);
 329 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
 330 static int      aio_unload(void);
 331 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
 332 #define DONE_BUF        1
 333 #define DONE_QUEUE      2
 334 static int      do_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap, int oldsigev);
 335 static int      aio_kick(struct proc *userp);
 336 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
 337 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
 338 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
 339 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
 340 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
 341 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
 342 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
 343 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
 344
 345 /*
 346  * Zones for:
 347  *      kaio    Per process async io info
 348  *      aiop    async io thread data
 349  *      aiocb   async io jobs
 350  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
 351  *      aiolio  list io jobs
 352  */
 353 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
 354
 355 /* kqueue filters for aio */
 356 static struct filterops aio_filtops =
 357         { 0, filt_aioattach, filt_aiodetach, filt_aio };
 358 static struct filterops lio_filtops =
 359         { 0, filt_lioattach, filt_liodetach, filt_lio };
 360
 361 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
 362
 363 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
 364
 365 /*
 366  * Main operations function for use as a kernel module.
 367  */
 368 static int
 369 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
 370 {
 371         int error = 0;
 372
 373         switch (cmd) {
 374         case MOD_LOAD:
 375                 aio_onceonly();
 376                 break;
 377         case MOD_UNLOAD:
 378                 error = aio_unload();
 379                 break;
 380         case MOD_SHUTDOWN:
 381                 break;
 382         default:
 383                 error = EINVAL;
 384                 break;
 385         }
 386         return (error);
 387 }
 388
 389 static moduledata_t aio_mod = {
 390         "aio",
 391         &aio_modload,
 392         NULL
 393 };
 394
 395 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_cancel);
 396 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_error);
 397 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_fsync);
 398 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_read);
 399 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_return);
 400 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_suspend);
 401 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_waitcomplete);
 402 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_write);
 403 SYSCALL_MODULE_HELPER(lio_listio);
 404 SYSCALL_MODULE_HELPER(oaio_read);
 405 SYSCALL_MODULE_HELPER(oaio_write);
 406 SYSCALL_MODULE_HELPER(olio_listio);
 407
 408 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
 409         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
 410 MODULE_VERSION(aio, 1);
 411
 412 /*
 413  * Startup initialization
 414  */
 415 static void
 416 aio_onceonly(void)
 417 {
 418
 419         /* XXX: should probably just use so->callback */
 420         aio_swake = &aio_swake_cb;
 421         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
 422             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 423         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec, NULL,
 424             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 425         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
 426         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
 427         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
 428         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
 429         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
 430         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
 431         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
 432         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
 433         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
 434             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 435         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
 436             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 437         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
 438             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 439         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
 440             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 441         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
 442             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 443         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
 444         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
 445         jobrefid = 1;
 446         async_io_version = _POSIX_VERSION;
 447         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
 448         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
 449         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
 450 }
 451
 452 /*
 453  * Callback for unload of AIO when used as a module.
 454  */
 455 static int
 456 aio_unload(void)
 457 {
 458         int error;
 459
 460         /*
 461          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
 462          * perhaps we could do it if locked out callers and then
 463          * did an aio_proc_rundown() on each process.
 464          *
 465          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
 466          * so I don't think that would fly.
 467          */
 468         if (!unloadable)
 469                 return (EOPNOTSUPP);
 470
 471         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
 472         if (error)
 473                 return error;
 474         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
 475         if (error)
 476                 return error;
 477         async_io_version = 0;
 478         aio_swake = NULL;
 479         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
 480         delete_unrhdr(aiod_unr);
 481         uma_zdestroy(kaio_zone);
 482         uma_zdestroy(aiop_zone);
 483         uma_zdestroy(aiocb_zone);
 484         uma_zdestroy(aiol_zone);
 485         uma_zdestroy(aiolio_zone);
 486         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
 487         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
 488         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
 489         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
 490         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
 491         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
 492         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
 493         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
 494         return (0);
 495 }
 496
 497 /*
 498  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
 499  * per-process for user limit (resource) management.
 500  */
 501 void
 502 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
 503 {
 504         struct kaioinfo *ki;
 505
 506         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
 507         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF);
 508         ki->kaio_flags = 0;
 509         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
 510         ki->kaio_active_count = 0;
 511         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
 512         ki->kaio_count = 0;
 513         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
 514         ki->kaio_buffer_count = 0;
 515         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
 516         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
 517         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
 518         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
 519         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
 520         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
 521         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
 522         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
 523         PROC_LOCK(p);
 524         if (p->p_aioinfo == NULL) {
 525                 p->p_aioinfo = ki;
 526                 PROC_UNLOCK(p);
 527         } else {
 528                 PROC_UNLOCK(p);
 529                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 530                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
 531         }
 532
 533         while (num_aio_procs < target_aio_procs)
 534                 aio_newproc(NULL);
 535 }
 536
 537 static int
 538 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
 539 {
 540         int ret = 0;
 541
 542         PROC_LOCK(p);
 543         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
 544                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
 545                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
 546                 ret = psignal_event(p, sigev, ksi);
 547         }
 548         PROC_UNLOCK(p);
 549         return (ret);
 550 }
 551
 552 /*
 553  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
 554  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
 555  * restart the queue scan.
 556  */
 557 static int
 558 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
 559 {
 560         struct kaioinfo *ki;
 561         struct aioliojob *lj;
 562         struct proc *p;
 563
 564         p = aiocbe->userproc;
 565         MPASS(curproc == p);
 566         ki = p->p_aioinfo;
 567         MPASS(ki != NULL);
 568
 569         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 570         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
 571
 572         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
 573
 574         ki->kaio_count--;
 575         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
 576
 577         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 578         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
 579
 580         lj = aiocbe->lio;
 581         if (lj) {
 582                 lj->lioj_count--;
 583                 lj->lioj_finished_count--;
 584
 585                 if (lj->lioj_count == 0) {
 586                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 587                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
 588                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 589                         PROC_LOCK(p);
 590                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 591                         PROC_UNLOCK(p);
 592                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 593                 }
 594         }
 595
 596         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
 597         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
 598         PROC_LOCK(p);
 599         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
 600         PROC_UNLOCK(p);
 601
 602         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
 603         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
 604         AIO_UNLOCK(ki);
 605
 606         /*
 607          * The thread argument here is used to find the owning process
 608          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
 609          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
 610          * need a thread pointer from the process owning the job that is
 611          * persistent and won't disappear out from under us or move to
 612          * another process.
 613          *
 614          * Currently, all the callers of this function call it to remove
 615          * an aiocblist from the current process' job list either via a
 616          * syscall or due to the current process calling exit() or
 617          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
 618          * curthread can't exit since we are curthread.
 619          *
 620          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
 621          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
 622          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
 623          * at open time, but this is already true of file descriptors in
 624          * a multithreaded process.
 625          */
 626         fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
 627         crfree(aiocbe->cred);
 628         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
 629         AIO_LOCK(ki);
 630
 631         return (0);
 632 }
 633
 634 static void
 635 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp __unused)
 636 {
 637         aio_proc_rundown(arg, p);
 638 }
 639
 640 /*
 641  * Rundown the jobs for a given process.
 642  */
 643 static void
 644 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
 645 {
 646         struct kaioinfo *ki;
 647         struct aioliojob *lj;
 648         struct aiocblist *cbe, *cbn;
 649         struct file *fp;
 650         struct socket *so;
 651         int remove;
 652
 653         KASSERT(curthread->td_proc == p,
 654             ("%s: called on non-curproc", __func__));
 655         ki = p->p_aioinfo;
 656         if (ki == NULL)
 657                 return;
 658
 659         AIO_LOCK(ki);
 660         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
 661
 662 restart:
 663
 664         /*
 665          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
 666          * aio_cancel on all pending I/O requests.
 667          */
 668         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
 669                 remove = 0;
 670                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
 671                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
 672                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
 673                         remove = 1;
 674                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
 675                         fp = cbe->fd_file;
 676                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
 677                         so = fp->f_data;
 678                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
 679                         remove = 1;
 680                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
 681                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
 682                         remove = 1;
 683                 }
 684                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 685
 686                 if (remove) {
 687                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 688                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
 689                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
 690                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
 691                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
 692                 }
 693         }
 694
 695         /* Wait for all running I/O to be finished */
 696         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
 697             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
 698                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
 699                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
 700                 goto restart;
 701         }
 702
 703         /* Free all completed I/O requests. */
 704         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
 705                 aio_free_entry(cbe);
 706
 707         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
 708                 if (lj->lioj_count == 0) {
 709                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 710                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 711                         PROC_LOCK(p);
 712                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 713                         PROC_UNLOCK(p);
 714                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 715                 } else {
 716                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
 717                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
 718                 }
 719         }
 720         AIO_UNLOCK(ki);
 721         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
 722         uma_zfree(kaio_zone, ki);
 723         p->p_aioinfo = NULL;
 724 }
 725
 726 /*
 727  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
 728  */
 729 static struct aiocblist *
 730 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
 731 {
 732         struct aiocblist *aiocbe;
 733         struct kaioinfo *ki;
 734         struct proc *userp;
 735
 736         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
 737         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
 738                 userp = aiocbe->userproc;
 739                 ki = userp->p_aioinfo;
 740
 741                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
 742                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 743                         /* Account for currently active jobs. */
 744                         ki->kaio_active_count++;
 745                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
 746                         break;
 747                 }
 748         }
 749         return (aiocbe);
 750 }
 751
 752 /*
 753  *  Move all data to a permanent storage device, this code
 754  *  simulates fsync syscall.
 755  */
 756 static int
 757 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp)
 758 {
 759         struct mount *mp;
 760         int vfslocked;
 761         int error;
 762
 763         vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 764         if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH)) != 0)
 765                 goto drop;
 766         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY, td);
 767         if (vp->v_object != NULL) {
 768                 VM_OBJECT_LOCK(vp->v_object);
 769                 vm_object_page_clean(vp->v_object, 0, 0, 0);
 770                 VM_OBJECT_UNLOCK(vp->v_object);
 771         }
 772         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 773
 774         VOP_UNLOCK(vp, 0, td);
 775         vn_finished_write(mp);
 776 drop:
 777         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 778         return (error);
 779 }
 780
 781 /*
 782  * The AIO processing activity.  This is the code that does the I/O request for
 783  * the non-physio version of the operations.  The normal vn operations are used,
 784  * and this code should work in all instances for every type of file, including
 785  * pipes, sockets, fifos, and regular files.
 786  *
 787  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
 788  */
 789 static void
 790 aio_process(struct aiocblist *aiocbe)
 791 {
 792         struct ucred *td_savedcred;
 793         struct thread *td;
 794         struct proc *mycp;
 795         struct aiocb *cb;
 796         struct file *fp;
 797         struct socket *so;
 798         struct uio auio;
 799         struct iovec aiov;
 800         int cnt;
 801         int error;
 802         int oublock_st, oublock_end;
 803         int inblock_st, inblock_end;
 804
 805         td = curthread;
 806         td_savedcred = td->td_ucred;
 807         td->td_ucred = aiocbe->cred;
 808         mycp = td->td_proc;
 809         cb = &aiocbe->uaiocb;
 810         fp = aiocbe->fd_file;
 811
 812         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_SYNC) {
 813                 error = 0;
 814                 cnt = 0;
 815                 if (fp->f_vnode != NULL)
 816                         error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode);
 817                 cb->_aiocb_private.error = error;
 818                 cb->_aiocb_private.status = 0;
 819                 td->td_ucred = td_savedcred;
 820                 return;
 821         }
 822
 823         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
 824         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
 825
 826         auio.uio_iov = &aiov;
 827         auio.uio_iovcnt = 1;
 828         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
 829         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
 830         cnt = cb->aio_nbytes;
 831         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
 832         auio.uio_td = td;
 833
 834         inblock_st = mycp->p_stats->p_ru.ru_inblock;
 835         oublock_st = mycp->p_stats->p_ru.ru_oublock;
 836         /*
 837          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
 838          * released in aio_free_entry().
 839          */
 840         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
 841                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 842                 error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 843         } else {
 844                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
 845                         bwillwrite();
 846                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 847                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 848         }
 849         inblock_end = mycp->p_stats->p_ru.ru_inblock;
 850         oublock_end = mycp->p_stats->p_ru.ru_oublock;
 851
 852         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
 853         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
 854
 855         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
 856                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
 857                         error = 0;
 858                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
 859                         int sigpipe = 1;
 860                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
 861                                 so = fp->f_data;
 862                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
 863                                         sigpipe = 0;
 864                         }
 865                         if (sigpipe) {
 866                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
 867                                 psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
 868                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
 869                         }
 870                 }
 871         }
 872
 873         cnt -= auio.uio_resid;
 874         cb->_aiocb_private.error = error;
 875         cb->_aiocb_private.status = cnt;
 876         td->td_ucred = td_savedcred;
 877 }
 878
 879 static void
 880 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
 881 {
 882         struct aioliojob *lj;
 883         struct kaioinfo *ki;
 884         struct aiocblist *scb, *scbn;
 885         int lj_done;
 886
 887         ki = userp->p_aioinfo;
 888         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 889         lj = aiocbe->lio;
 890         lj_done = 0;
 891         if (lj) {
 892                 lj->lioj_finished_count++;
 893                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
 894                         lj_done = 1;
 895         }
 896         if (type == DONE_QUEUE) {
 897                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
 898         } else {
 899                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
 900         }
 901         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 902         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 903
 904         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
 905                 goto notification_done;
 906
 907         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 908             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
 909                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
 910
 911         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
 912
 913         if (lj_done) {
 914                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
 915                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
 916                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
 917                 }
 918                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
 919                     == LIOJ_SIGNAL
 920                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 921                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
 922                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
 923                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
 924                 }
 925         }
 926
 927 notification_done:
 928         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_CHECKSYNC) {
 929                 TAILQ_FOREACH_SAFE(scb, &ki->kaio_syncqueue, list, scbn) {
 930                         if (aiocbe->fd_file == scb->fd_file &&
 931                             aiocbe->seqno < scb->seqno) {
 932                                 if (--scb->pending == 0) {
 933                                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 934                                         scb->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
 935                                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, scb, list);
 936                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, scb, list);
 937                                         aio_kick_nowait(userp);
 938                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 939                                 }
 940                         }
 941                 }
 942         }
 943         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
 944                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
 945                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
 946         }
 947 }
 948
 949 /*
 950  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process,
 951  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
 952  */
 953 static void
 954 aio_daemon(void *_id)
 955 {
 956         struct aiocblist *aiocbe;
 957         struct aiothreadlist *aiop;
 958         struct kaioinfo *ki;
 959         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
 960         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
 961         struct thread *td = curthread;
 962         int id = (intptr_t)_id;
 963
 964         /*
 965          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
 966          */
 967         mycp = td->td_proc;
 968         myvm = mycp->p_vmspace;
 969
 970         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
 971
 972         /*
 973          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
 974          * per daemon.
 975          */
 976         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
 977         aiop->aiothread = td;
 978         aiop->aiothreadflags = 0;
 979
 980         /* The daemon resides in its own pgrp. */
 981         setsid(td, NULL);
 982
 983         /*
 984          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
 985          * and creating too many daemons.)
 986          */
 987         sema_post(&aio_newproc_sem);
 988
 989         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 990         for (;;) {
 991                 /*
 992                  * curcp is the current daemon process context.
 993                  * userp is the current user process context.
 994                  */
 995                 curcp = mycp;
 996
 997                 /*
 998                  * Take daemon off of free queue
 999                  */
1000                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
1001                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1002                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1003                 }
1004
1005                 /*
1006                  * Check for jobs.
1007                  */
1008                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1009                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1010                         userp = aiocbe->userproc;
1011
1012                         /*
1013                          * Connect to process address space for user program.
1014                          */
1015                         if (userp != curcp) {
1016                                 /*
1017                                  * Save the current address space that we are
1018                                  * connected to.
1019                                  */
1020                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
1021
1022                                 /*
1023                                  * Point to the new user address space, and
1024                                  * refer to it.
1025                                  */
1026                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
1027                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
1028
1029                                 /* Activate the new mapping. */
1030                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1031
1032                                 /*
1033                                  * If the old address space wasn't the daemons
1034                                  * own address space, then we need to remove the
1035                                  * daemon's reference from the other process
1036                                  * that it was acting on behalf of.
1037                                  */
1038                                 if (tmpvm != myvm) {
1039                                         vmspace_free(tmpvm);
1040                                 }
1041                                 curcp = userp;
1042                         }
1043
1044                         ki = userp->p_aioinfo;
1045
1046                         /* Do the I/O function. */
1047                         aio_process(aiocbe);
1048
1049                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1050                         /* Decrement the active job count. */
1051                         ki->kaio_active_count--;
1052                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1053
1054                         AIO_LOCK(ki);
1055                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1056                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
1057                         AIO_UNLOCK(ki);
1058
1059                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1060                 }
1061
1062                 /*
1063                  * Disconnect from user address space.
1064                  */
1065                 if (curcp != mycp) {
1066
1067                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1068
1069                         /* Get the user address space to disconnect from. */
1070                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
1071
1072                         /* Get original address space for daemon. */
1073                         mycp->p_vmspace = myvm;
1074
1075                         /* Activate the daemon's address space. */
1076                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1077 #ifdef DIAGNOSTIC
1078                         if (tmpvm == myvm) {
1079                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
1080                                     mycp->p_pid);
1081                         }
1082 #endif
1083                         /* Remove our vmspace reference. */
1084                         vmspace_free(tmpvm);
1085
1086                         curcp = mycp;
1087
1088                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1089                         /*
1090                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1091                          * no job can be selected, that should be
1092                          * curcp == mycp.
1093                          */
1094                         continue;
1095                 }
1096
1097                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1098
1099                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1100                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1101
1102                 /*
1103                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1104                  * thereby freeing resources.
1105                  */
1106                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1107                     aiod_lifetime)) {
1108                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1109                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1110                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1111                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1112                                         num_aio_procs--;
1113                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1114                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1115                                         free_unr(aiod_unr, id);
1116 #ifdef DIAGNOSTIC
1117                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1118                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1119                                                     " exiting daemon: %d\n",
1120                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1121                                         }
1122 #endif
1123                                         kthread_exit(0);
1124                                 }
1125                         }
1126                 }
1127         }
1128         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1129         panic("shouldn't be here\n");
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1134  * AIO daemon modifies its environment itself.
1135  */
1136 static int
1137 aio_newproc(int *start)
1138 {
1139         int error;
1140         struct proc *p;
1141         int id;
1142
1143         id = alloc_unr(aiod_unr);
1144         error = kthread_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1145                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1146         if (error == 0) {
1147                 /*
1148                  * Wait until daemon is started.
1149                  */
1150                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1151                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1152                 num_aio_procs++;
1153                 if (start != NULL)
1154                         (*start)--;
1155                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1156         } else {
1157                 free_unr(aiod_unr, id);
1158         }
1159         return (error);
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1164  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1165  * thus has very low overhead.
1166  *
1167  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1168  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1169  * duration of this call.
1170  */
1171 static int
1172 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1173 {
1174         struct aiocb *cb;
1175         struct file *fp;
1176         struct buf *bp;
1177         struct vnode *vp;
1178         struct kaioinfo *ki;
1179         struct aioliojob *lj;
1180         int error;
1181
1182         cb = &aiocbe->uaiocb;
1183         fp = aiocbe->fd_file;
1184
1185         if (fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1186                 return (-1);
1187
1188         vp = fp->f_vnode;
1189
1190         /*
1191          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1192          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1193          * way when you're talking to a regular file.
1194          */
1195         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1196                 if (error == ENOTBLK)
1197                         return (-1);
1198                 else
1199                         return (error);
1200         }
1201
1202         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1203                 return (-1);
1204
1205         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1206                 return (-1);
1207
1208         if (cb->aio_nbytes > vp->v_rdev->si_iosize_max)
1209                 return (-1);
1210
1211         if (cb->aio_nbytes >
1212             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1213                 return (-1);
1214
1215         ki = p->p_aioinfo;
1216         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1217                 return (-1);
1218
1219         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1220         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1221         BUF_KERNPROC(bp);
1222
1223         AIO_LOCK(ki);
1224         ki->kaio_count++;
1225         ki->kaio_buffer_count++;
1226         lj = aiocbe->lio;
1227         if (lj)
1228                 lj->lioj_count++;
1229         AIO_UNLOCK(ki);
1230
1231         /*
1232          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1233          */
1234         error = 0;
1235
1236         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1237         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1238         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1239         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1240         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1241         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1242         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1243         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1244         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1245
1246         /*
1247          * Bring buffer into kernel space.
1248          */
1249         if (vmapbuf(bp) < 0) {
1250                 error = EFAULT;
1251                 goto doerror;
1252         }
1253
1254         AIO_LOCK(ki);
1255         aiocbe->bp = bp;
1256         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1257         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1258         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1259         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1260         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1261         AIO_UNLOCK(ki);
1262
1263         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1264         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1265
1266         bp->b_error = 0;
1267
1268         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1269
1270         /* Perform transfer. */
1271         dev_strategy(vp->v_rdev, bp);
1272         return (0);
1273
1274 doerror:
1275         AIO_LOCK(ki);
1276         ki->kaio_count--;
1277         ki->kaio_buffer_count--;
1278         if (lj)
1279                 lj->lioj_count--;
1280         aiocbe->bp = NULL;
1281         AIO_UNLOCK(ki);
1282         relpbuf(bp, NULL);
1283         return (error);
1284 }
1285
1286 /*
1287  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1288  */
1289 static void
1290 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1291 {
1292         struct aiocblist *cb, *cbn;
1293         int opcode;
1294
1295         if (sb == &so->so_snd)
1296                 opcode = LIO_WRITE;
1297         else
1298                 opcode = LIO_READ;
1299
1300         SOCKBUF_LOCK(sb);
1301         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1302         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1303         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1304                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1305                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1306                                 panic("invalid queue value");
1307                         /* XXX
1308                          * We don't have actual sockets backend yet,
1309                          * so we simply move the requests to the generic
1310                          * file I/O backend.
1311                          */
1312                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1313                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1314                         aio_kick_nowait(cb->userproc);
1315                 }
1316         }
1317         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1318         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1319 }
1320
1321 /*
1322  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1323  * technique is done in this code.
1324  */
1325 int
1326 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1327         int type, int oldsigev)
1328 {
1329         struct proc *p = td->td_proc;
1330         struct file *fp;
1331         struct socket *so;
1332         struct aiocblist *aiocbe, *cb;
1333         struct kaioinfo *ki;
1334         struct kevent kev;
1335         struct sockbuf *sb;
1336         int opcode;
1337         int error;
1338         int fd, kqfd;
1339         int jid;
1340
1341         if (p->p_aioinfo == NULL)
1342                 aio_init_aioinfo(p);
1343
1344         ki = p->p_aioinfo;
1345
1346         suword(&job->_aiocb_private.status, -1);
1347         suword(&job->_aiocb_private.error, 0);
1348         suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, -1);
1349
1350         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1351             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1352                 suword(&job->_aiocb_private.error, EAGAIN);
1353                 return (EAGAIN);
1354         }
1355
1356         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1357         aiocbe->inputcharge = 0;
1358         aiocbe->outputcharge = 0;
1359         knlist_init(&aiocbe->klist, AIO_MTX(ki), NULL, NULL, NULL);
1360
1361         if (oldsigev) {
1362                 bzero(&aiocbe->uaiocb, sizeof(struct aiocb));
1363                 error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(struct oaiocb));
1364                 bcopy(&aiocbe->uaiocb.__spare__, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent,
1365                         sizeof(struct osigevent));
1366         } else {
1367                 error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(struct aiocb));
1368         }
1369         if (error) {
1370                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1371                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1372                 return (error);
1373         }
1374
1375         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1376             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1377             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1378             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1379                 suword(&job->_aiocb_private.error, EINVAL);
1380                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1381                 return (EINVAL);
1382         }
1383
1384         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1385              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1386                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1387                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1388                 return (EINVAL);
1389         }
1390
1391         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1392
1393         /* Save userspace address of the job info. */
1394         aiocbe->uuaiocb = job;
1395
1396         /* Get the opcode. */
1397         if (type != LIO_NOP)
1398                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1399         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1400
1401         /* Fetch the file object for the specified file descriptor. */
1402         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1403         switch (opcode) {
1404         case LIO_WRITE:
1405                 error = fget_write(td, fd, &fp);
1406                 break;
1407         case LIO_READ:
1408                 error = fget_read(td, fd, &fp);
1409                 break;
1410         default:
1411                 error = fget(td, fd, &fp);
1412         }
1413         if (error) {
1414                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1415                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1416                 return (error);
1417         }
1418
1419         if (opcode == LIO_SYNC && fp->f_vnode == NULL) {
1420                 error = EINVAL;
1421                 goto aqueue_fail;
1422         }
1423
1424         if (opcode != LIO_SYNC && aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1425                 error = EINVAL;
1426                 goto aqueue_fail;
1427         }
1428
1429         aiocbe->fd_file = fp;
1430
1431         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1432         jid = jobrefid++;
1433         aiocbe->seqno = jobseqno++;
1434         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1435         error = suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, jid);
1436         if (error) {
1437                 error = EINVAL;
1438                 goto aqueue_fail;
1439         }
1440         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1441
1442         if (opcode == LIO_NOP) {
1443                 fdrop(fp, td);
1444                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1445                 return (0);
1446         }
1447         if ((opcode != LIO_READ) && (opcode != LIO_WRITE) &&
1448             (opcode != LIO_SYNC)) {
1449                 error = EINVAL;
1450                 goto aqueue_fail;
1451         }
1452
1453         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1454                 goto no_kqueue;
1455         kqfd = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1456         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1457         kev.filter = EVFILT_AIO;
1458         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
1459         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1460         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1461         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, 1);
1462 aqueue_fail:
1463         if (error) {
1464                 fdrop(fp, td);
1465                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1466                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1467                 goto done;
1468         }
1469 no_kqueue:
1470
1471         suword(&job->_aiocb_private.error, EINPROGRESS);
1472         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1473         aiocbe->userproc = p;
1474         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1475         aiocbe->jobflags = 0;
1476         aiocbe->lio = lj;
1477
1478         if (opcode == LIO_SYNC)
1479                 goto queueit;
1480
1481         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1482                 /*
1483                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1484                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1485                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1486                  * operation).
1487                  *
1488                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1489                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1490                  * happens.
1491                  *
1492                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1493                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1494                  */
1495                 so = fp->f_data;
1496                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1497                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1498                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1499                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1500                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1501
1502                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1503                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1504                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1505
1506                         AIO_LOCK(ki);
1507                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1508                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1509                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1510                         ki->kaio_count++;
1511                         if (lj)
1512                                 lj->lioj_count++;
1513                         AIO_UNLOCK(ki);
1514                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1515                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1516                         error = 0;
1517                         goto done;
1518                 }
1519                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1520         }
1521
1522         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1523                 goto done;
1524 #if 0
1525         if (error > 0) {
1526                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1527                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1528                 goto done;
1529         }
1530 #endif
1531 queueit:
1532         /* No buffer for daemon I/O. */
1533         aiocbe->bp = NULL;
1534         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1535
1536         AIO_LOCK(ki);
1537         ki->kaio_count++;
1538         if (lj)
1539                 lj->lioj_count++;
1540         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1541         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1542         if (opcode == LIO_SYNC) {
1543                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1544                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1545                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1546                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1547                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1548                                 aiocbe->pending++;
1549                         }
1550                 }
1551                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufqueue, plist) {
1552                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1553                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1554                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1555                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1556                                 aiocbe->pending++;
1557                         }
1558                 }
1559                 if (aiocbe->pending != 0) {
1560                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, aiocbe, list);
1561                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSYNC;
1562                         AIO_UNLOCK(ki);
1563                         goto done;
1564                 }
1565         }
1566         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1567         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1568         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1569         aio_kick_nowait(p);
1570         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1571         AIO_UNLOCK(ki);
1572         error = 0;
1573 done:
1574         return (error);
1575 }
1576
1577 static void
1578 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1579 {
1580         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1581         struct aiothreadlist *aiop;
1582
1583         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1584         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1585                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1586                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1587                 wakeup(aiop->aiothread);
1588         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1589             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1590             ki->kaio_maxactive_count)) {
1591                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
1592         }
1593 }
1594
1595 static int
1596 aio_kick(struct proc *userp)
1597 {
1598         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1599         struct aiothreadlist *aiop;
1600         int error, ret = 0;
1601
1602         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1603 retryproc:
1604         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1605                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1606                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1607                 wakeup(aiop->aiothread);
1608         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1609             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1610             ki->kaio_maxactive_count)) {
1611                 num_aio_resv_start++;
1612                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1613                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1614                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1615                 if (error) {
1616                         num_aio_resv_start--;
1617                         goto retryproc;
1618                 }
1619         } else {
1620                 ret = -1;
1621         }
1622         return (ret);
1623 }
1624
1625 static void
1626 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1627 {
1628         struct proc *userp = context;
1629
1630         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1631         while (--pending >= 0) {
1632                 if (aio_kick(userp))
1633                         break;
1634         }
1635         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1640  * released.
1641  */
1642 int
1643 aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1644 {
1645         struct proc *p = td->td_proc;
1646         struct aiocblist *cb;
1647         struct aiocb *uaiocb;
1648         struct kaioinfo *ki;
1649         int status, error;
1650
1651         ki = p->p_aioinfo;
1652         if (ki == NULL)
1653                 return (EINVAL);
1654         uaiocb = uap->aiocbp;
1655         AIO_LOCK(ki);
1656         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1657                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1658                         break;
1659         }
1660         if (cb != NULL) {
1661                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1662                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1663                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1664                 td->td_retval[0] = status;
1665                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1666                         p->p_stats->p_ru.ru_oublock +=
1667                             cb->outputcharge;
1668                         cb->outputcharge = 0;
1669                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1670                         p->p_stats->p_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1671                         cb->inputcharge = 0;
1672                 }
1673                 aio_free_entry(cb);
1674                 AIO_UNLOCK(ki);
1675                 suword(&uaiocb->_aiocb_private.error, error);
1676                 suword(&uaiocb->_aiocb_private.status, status);
1677         } else {
1678                 error = EINVAL;
1679                 AIO_UNLOCK(ki);
1680         }
1681         return (error);
1682 }
1683
1684 /*
1685  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1686  */
1687 int
1688 aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
1689 {
1690         struct proc *p = td->td_proc;
1691         struct timeval atv;
1692         struct timespec ts;
1693         struct aiocb *const *cbptr, *cbp;
1694         struct kaioinfo *ki;
1695         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1696         struct aiocb **ujoblist;
1697         int njoblist;
1698         int error;
1699         int timo;
1700         int i;
1701
1702         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
1703                 return (EINVAL);
1704
1705         timo = 0;
1706         if (uap->timeout) {
1707                 /* Get timespec struct. */
1708                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
1709                         return (error);
1710
1711                 if (ts.tv_nsec < 0 || ts.tv_nsec >= 1000000000)
1712                         return (EINVAL);
1713
1714                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
1715                 if (itimerfix(&atv))
1716                         return (EINVAL);
1717                 timo = tvtohz(&atv);
1718         }
1719
1720         ki = p->p_aioinfo;
1721         if (ki == NULL)
1722                 return (EAGAIN);
1723
1724         njoblist = 0;
1725         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1726         cbptr = uap->aiocbp;
1727
1728         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
1729                 cbp = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
1730                 if (cbp == 0)
1731                         continue;
1732                 ujoblist[njoblist] = cbp;
1733                 njoblist++;
1734         }
1735
1736         if (njoblist == 0) {
1737                 uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1738                 return (0);
1739         }
1740
1741         AIO_LOCK(ki);
1742         for (;;) {
1743                 cbfirst = NULL;
1744                 error = 0;
1745                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1746                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1747                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1748                                         if (cbfirst == NULL)
1749                                                 cbfirst = cb;
1750                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1751                                                 goto RETURN;
1752                                 }
1753                         }
1754                 }
1755                 /* All tasks were finished. */
1756                 if (cbfirst == NULL)
1757                         break;
1758
1759                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1760                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
1761                     "aiospn", timo);
1762                 if (error == ERESTART)
1763                         error = EINTR;
1764                 if (error)
1765                         break;
1766         }
1767 RETURN:
1768         AIO_UNLOCK(ki);
1769         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1770         return (error);
1771 }
1772
1773 /*
1774  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
1775  * progress.
1776  */
1777 int
1778 aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
1779 {
1780         struct proc *p = td->td_proc;
1781         struct kaioinfo *ki;
1782         struct aiocblist *cbe, *cbn;
1783         struct file *fp;
1784         struct socket *so;
1785         int error;
1786         int remove;
1787         int cancelled = 0;
1788         int notcancelled = 0;
1789         struct vnode *vp;
1790
1791         /* Lookup file object. */
1792         error = fget(td, uap->fd, &fp);
1793         if (error)
1794                 return (error);
1795
1796         ki = p->p_aioinfo;
1797         if (ki == NULL)
1798                 goto done;
1799
1800         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1801                 vp = fp->f_vnode;
1802                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
1803                         fdrop(fp, td);
1804                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1805                         return (0);
1806                 }
1807         }
1808
1809         AIO_LOCK(ki);
1810         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
1811                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
1812                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
1813                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
1814                         remove = 0;
1815
1816                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1817                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
1818                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
1819                                 remove = 1;
1820                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
1821                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
1822                                 so = fp->f_data;
1823                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
1824                                 remove = 1;
1825                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
1826                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
1827                                 remove = 1;
1828                         }
1829                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1830
1831                         if (remove) {
1832                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
1833                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
1834                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
1835                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
1836                                 cancelled++;
1837                         } else {
1838                                 notcancelled++;
1839                         }
1840                         if (uap->aiocbp != NULL)
1841                                 break;
1842                 }
1843         }
1844         AIO_UNLOCK(ki);
1845
1846 done:
1847         fdrop(fp, td);
1848
1849         if (uap->aiocbp != NULL) {
1850                 if (cancelled) {
1851                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1852                         return (0);
1853                 }
1854         }
1855
1856         if (notcancelled) {
1857                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1858                 return (0);
1859         }
1860
1861         if (cancelled) {
1862                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1863                 return (0);
1864         }
1865
1866         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
1867
1868         return (0);
1869 }
1870
1871 /*
1872  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
1873  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
1874  * a userland subroutine.
1875  */
1876 int
1877 aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
1878 {
1879         struct proc *p = td->td_proc;
1880         struct aiocblist *cb;
1881         struct kaioinfo *ki;
1882         int status;
1883
1884         ki = p->p_aioinfo;
1885         if (ki == NULL) {
1886                 td->td_retval[0] = EINVAL;
1887                 return (0);
1888         }
1889
1890         AIO_LOCK(ki);
1891         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1892                 if (cb->uuaiocb == uap->aiocbp) {
1893                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1894                                 td->td_retval[0] =
1895                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1896                         else
1897                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
1898                         AIO_UNLOCK(ki);
1899                         return (0);
1900                 }
1901         }
1902         AIO_UNLOCK(ki);
1903
1904         /*
1905          * Hack for failure of aio_aqueue.
1906          */
1907         status = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.status);
1908         if (status == -1) {
1909                 td->td_retval[0] = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.error);
1910                 return (0);
1911         }
1912
1913         td->td_retval[0] = EINVAL;
1914         return (0);
1915 }
1916
1917 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
1918 int
1919 oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
1920 {
1921
1922         return aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, 1);
1923 }
1924
1925 int
1926 aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
1927 {
1928
1929         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, 0);
1930 }
1931
1932 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
1933 int
1934 oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
1935 {
1936
1937         return aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, 1);
1938 }
1939
1940 int
1941 aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
1942 {
1943
1944         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, 0);
1945 }
1946
1947 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1948 int
1949 olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
1950 {
1951         return do_lio_listio(td, (struct lio_listio_args *)uap, 1);
1952 }
1953
1954 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1955 int
1956 lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
1957 {
1958         return do_lio_listio(td, uap, 0);
1959 }
1960
1961 static int
1962 do_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap, int oldsigev)
1963 {
1964         struct proc *p = td->td_proc;
1965         struct aiocb *iocb, * const *cbptr;
1966         struct kaioinfo *ki;
1967         struct aioliojob *lj;
1968         struct kevent kev;
1969         int nent;
1970         int error;
1971         int nerror;
1972         int i;
1973
1974         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
1975                 return (EINVAL);
1976
1977         nent = uap->nent;
1978         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
1979                 return (EINVAL);
1980
1981         if (p->p_aioinfo == NULL)
1982                 aio_init_aioinfo(p);
1983
1984         ki = p->p_aioinfo;
1985
1986         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
1987         lj->lioj_flags = 0;
1988         lj->lioj_count = 0;
1989         lj->lioj_finished_count = 0;
1990         knlist_init(&lj->klist, AIO_MTX(ki), NULL, NULL, NULL);
1991         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
1992
1993         /*
1994          * Setup signal.
1995          */
1996         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
1997                 bzero(&lj->lioj_signal, sizeof(&lj->lioj_signal));
1998                 error = copyin(uap->sig, &lj->lioj_signal,
1999                                 oldsigev ? sizeof(struct osigevent) :
2000                                            sizeof(struct sigevent));
2001                 if (error) {
2002                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2003                         return (error);
2004                 }
2005
2006                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2007                         /* Assume only new style KEVENT */
2008                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2009                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2010                         kev.ident = (uintptr_t)uap->acb_list; /* something unique */
2011                         kev.data = (intptr_t)lj;
2012                         /* pass user defined sigval data */
2013                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2014                         error = kqfd_register(
2015                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td, 1);
2016                         if (error) {
2017                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2018                                 return (error);
2019                         }
2020                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2021                         ;
2022                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2023                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2024                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2025                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2026                                         return EINVAL;
2027                                 }
2028                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2029                 } else {
2030                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2031                         return EINVAL;
2032                 }
2033         }
2034
2035         AIO_LOCK(ki);
2036         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2037         /*
2038          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2039          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2040          * and prevent event from being sent until we have queued
2041          * all tasks.
2042          */
2043         lj->lioj_count = 1;
2044         AIO_UNLOCK(ki);
2045
2046         /*
2047          * Get pointers to the list of I/O requests.
2048          */
2049         nerror = 0;
2050         cbptr = uap->acb_list;
2051         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
2052                 iocb = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
2053                 if (((intptr_t)iocb != -1) && ((intptr_t)iocb != 0)) {
2054                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, oldsigev);
2055                         if (error != 0)
2056                                 nerror++;
2057                 }
2058         }
2059
2060         error = 0;
2061         AIO_LOCK(ki);
2062         if (uap->mode == LIO_WAIT) {
2063                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2064                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2065                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2066                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2067                         if (error == ERESTART)
2068                                 error = EINTR;
2069                         if (error)
2070                                 break;
2071                 }
2072         } else {
2073                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2074                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2075                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2076                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2077                         }
2078                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
2079                             == LIOJ_SIGNAL
2080                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2081                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2082                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
2083                                             &lj->lioj_ksi);
2084                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2085                         }
2086                 }
2087         }
2088         lj->lioj_count--;
2089         if (lj->lioj_count == 0) {
2090                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2091                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2092                 PROC_LOCK(p);
2093                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2094                 PROC_UNLOCK(p);
2095                 AIO_UNLOCK(ki);
2096                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2097         } else
2098                 AIO_UNLOCK(ki);
2099
2100         if (nerror)
2101                 return (EIO);
2102         return (error);
2103 }
2104
2105 /*
2106  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
2107  * as possible, so we schedule a biohelper task.
2108  */
2109 static void
2110 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2111 {
2112         struct aiocblist *aiocbe;
2113
2114         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2115         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2120  */
2121 static void
2122 biohelper(void *context, int pending)
2123 {
2124         struct aiocblist *aiocbe = context;
2125         struct buf *bp;
2126         struct proc *userp;
2127         struct kaioinfo *ki;
2128         int nblks;
2129
2130         bp = aiocbe->bp;
2131         userp = aiocbe->userproc;
2132         ki = userp->p_aioinfo;
2133         AIO_LOCK(ki);
2134         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2135         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2136         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2137                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2138         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2139         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2140                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2141         else
2142                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2143         aiocbe->bp = NULL;
2144         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2145         ki->kaio_buffer_count--;
2146         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2147         AIO_UNLOCK(ki);
2148
2149         /* Release mapping into kernel space. */
2150         vunmapbuf(bp);
2151         relpbuf(bp, NULL);
2152         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2153 }
2154
2155 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2156 int
2157 aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2158 {
2159         struct proc *p = td->td_proc;
2160         struct timeval atv;
2161         struct timespec ts;
2162         struct kaioinfo *ki;
2163         struct aiocblist *cb;
2164         struct aiocb *uuaiocb;
2165         int error, status, timo;
2166
2167         suword(uap->aiocbp, (long)NULL);
2168
2169         timo = 0;
2170         if (uap->timeout) {
2171                 /* Get timespec struct. */
2172                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2173                 if (error)
2174                         return (error);
2175
2176                 if ((ts.tv_nsec < 0) || (ts.tv_nsec >= 1000000000))
2177                         return (EINVAL);
2178
2179                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
2180                 if (itimerfix(&atv))
2181                         return (EINVAL);
2182                 timo = tvtohz(&atv);
2183         }
2184
2185         if (p->p_aioinfo == NULL)
2186                 aio_init_aioinfo(p);
2187         ki = p->p_aioinfo;
2188
2189         error = 0;
2190         cb = NULL;
2191         AIO_LOCK(ki);
2192         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2193                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2194                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2195                     "aiowc", timo);
2196                 if (timo && error == ERESTART)
2197                         error = EINTR;
2198                 if (error)
2199                         break;
2200         }
2201
2202         if (cb != NULL) {
2203                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2204                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2205                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2206                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2207                 td->td_retval[0] = status;
2208                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2209                         p->p_stats->p_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2210                         cb->outputcharge = 0;
2211                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2212                         p->p_stats->p_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2213                         cb->inputcharge = 0;
2214                 }
2215                 aio_free_entry(cb);
2216                 AIO_UNLOCK(ki);
2217                 suword(uap->aiocbp, (long)uuaiocb);
2218                 suword(&uuaiocb->_aiocb_private.error, error);
2219                 suword(&uuaiocb->_aiocb_private.status, status);
2220         } else
2221                 AIO_UNLOCK(ki);
2222
2223         return (error);
2224 }
2225
2226 int
2227 aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2228 {
2229         struct proc *p = td->td_proc;
2230         struct kaioinfo *ki;
2231
2232         if (uap->op != O_SYNC) /* XXX lack of O_DSYNC */
2233                 return (EINVAL);
2234         ki = p->p_aioinfo;
2235         if (ki == NULL)
2236                 aio_init_aioinfo(p);
2237         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_SYNC, 0);
2238 }
2239
2240 /* kqueue attach function */
2241 static int
2242 filt_aioattach(struct knote *kn)
2243 {
2244         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2245
2246         /*
2247          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2248          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2249          * set EV_FLAG1.
2250          */
2251         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2252                 return (EPERM);
2253         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2254
2255         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2256
2257         return (0);
2258 }
2259
2260 /* kqueue detach function */
2261 static void
2262 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2263 {
2264         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2265
2266         if (!knlist_empty(&aiocbe->klist))
2267                 knlist_remove(&aiocbe->klist, kn, 0);
2268 }
2269
2270 /* kqueue filter function */
2271 /*ARGSUSED*/
2272 static int
2273 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2274 {
2275         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2276
2277         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2278         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2279                 return (0);
2280         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2281         return (1);
2282 }
2283
2284 /* kqueue attach function */
2285 static int
2286 filt_lioattach(struct knote *kn)
2287 {
2288         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2289
2290         /*
2291          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2292          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2293          * set EV_FLAG1.
2294          */
2295         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2296                 return (EPERM);
2297         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2298
2299         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2300
2301         return (0);
2302 }
2303
2304 /* kqueue detach function */
2305 static void
2306 filt_liodetach(struct knote *kn)
2307 {
2308         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2309
2310         if (!knlist_empty(&lj->klist))
2311                 knlist_remove(&lj->klist, kn, 0);
2312 }
2313
2314 /* kqueue filter function */
2315 /*ARGSUSED*/
2316 static int
2317 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2318 {
2319         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2320
2321         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2322 }