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