]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_aio.c
MFC @r254374.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_aio.c
1 /*-
2  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
3  *
4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5  * modification, are permitted provided that the following conditions
6  * are met:
7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
9  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
10  *    derived from this software without specific prior written permission.
11  *
12  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
13  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
14  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
15  */
16
17 /*
18  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
19  */
20
21 #include <sys/cdefs.h>
22 __FBSDID("$FreeBSD$");
23
24 #include "opt_compat.h"
25
26 #include <sys/param.h>
27 #include <sys/systm.h>
28 #include <sys/malloc.h>
29 #include <sys/bio.h>
30 #include <sys/buf.h>
31 #include <sys/capability.h>
32 #include <sys/eventhandler.h>
33 #include <sys/sysproto.h>
34 #include <sys/filedesc.h>
35 #include <sys/kernel.h>
36 #include <sys/module.h>
37 #include <sys/kthread.h>
38 #include <sys/fcntl.h>
39 #include <sys/file.h>
40 #include <sys/limits.h>
41 #include <sys/lock.h>
42 #include <sys/mutex.h>
43 #include <sys/unistd.h>
44 #include <sys/posix4.h>
45 #include <sys/proc.h>
46 #include <sys/resourcevar.h>
47 #include <sys/signalvar.h>
48 #include <sys/protosw.h>
49 #include <sys/rwlock.h>
50 #include <sys/sema.h>
51 #include <sys/socket.h>
52 #include <sys/socketvar.h>
53 #include <sys/syscall.h>
54 #include <sys/sysent.h>
55 #include <sys/sysctl.h>
56 #include <sys/sx.h>
57 #include <sys/taskqueue.h>
58 #include <sys/vnode.h>
59 #include <sys/conf.h>
60 #include <sys/event.h>
61 #include <sys/mount.h>
62
63 #include <machine/atomic.h>
64
65 #include <vm/vm.h>
66 #include <vm/vm_extern.h>
67 #include <vm/pmap.h>
68 #include <vm/vm_map.h>
69 #include <vm/vm_object.h>
70 #include <vm/uma.h>
71 #include <sys/aio.h>
72
73 #include "opt_vfs_aio.h"
74
75 /*
76  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
77  * overflow. (XXX will be removed soon.)
78  */
79 static u_long jobrefid;
80
81 /*
82  * Counter for aio_fsync.
83  */
84 static uint64_t jobseqno;
85
86 #define JOBST_NULL              0
87 #define JOBST_JOBQSOCK          1
88 #define JOBST_JOBQGLOBAL        2
89 #define JOBST_JOBRUNNING        3
90 #define JOBST_JOBFINISHED       4
91 #define JOBST_JOBQBUF           5
92 #define JOBST_JOBQSYNC          6
93
94 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
95 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
96 #endif
97
98 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
99 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
100 #endif
101
102 #ifndef MAX_AIO_PROCS
103 #define MAX_AIO_PROCS           32
104 #endif
105
106 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
107 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
108 #endif
109
110 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
111 #define TARGET_AIO_PROCS        4
112 #endif
113
114 #ifndef MAX_BUF_AIO
115 #define MAX_BUF_AIO             16
116 #endif
117
118 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
119 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
120 #endif
121
122 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
123 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
124 #endif
125
126 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
127
128 static MALLOC_DEFINE(M_LIO, "lio", "listio aio control block list");
129
130 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
131
132 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
133 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
134         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
135         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
136
137 static int num_aio_procs = 0;
138 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
139         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
140         "Number of presently active kernel threads for async IO");
141
142 /*
143  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
144  * number when it gets a chance.
145  */
146 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
147 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
148         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
149
150 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
151 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
152     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
153
154 static int num_queue_count = 0;
155 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
156     "Number of queued aio requests");
157
158 static int num_buf_aio = 0;
159 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
160     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
161
162 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
163 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
164 static int num_aio_resv_start = 0;
165
166 static int aiod_timeout;
167 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
168     "Timeout value for synchronous aio operations");
169
170 static int aiod_lifetime;
171 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
172     "Maximum lifetime for idle aiod");
173
174 static int unloadable = 0;
175 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
176     "Allow unload of aio (not recommended)");
177
178
179 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
180 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
181     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
182
183 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
184 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
185     &max_aio_queue_per_proc, 0,
186     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
187
188 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
189 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
190     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
191
192 typedef struct oaiocb {
193         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
194         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
195         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
196         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
197         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
198         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
199         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
200         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
201 } oaiocb_t;
202
203 /*
204  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
205  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
206  *
207  * * - need not protected
208  * a - locked by kaioinfo lock
209  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
210  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
211  *     reused.
212  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
213  */
214
215 /*
216  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
217  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
218  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
219  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
220  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
221  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
222  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
223  * structure is not safe because there is race between userland and aio
224  * daemons.
225  */
226
227 struct aiocblist {
228         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
229         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
230         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
231         int     jobflags;               /* (a) job flags */
232         int     jobstate;               /* (b) job state */
233         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
234         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
235         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
236                                          * buffer pointer
237                                          */
238         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
239         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
240         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
241         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
242         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
243         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
244         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
245         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
246         struct  task biotask;           /* (*) private to BIO backend */
247         uint64_t seqno;                 /* (*) job number */
248         int     pending;                /* (a) number of pending I/O, aio_fsync only */
249 };
250
251 /* jobflags */
252 #define AIOCBLIST_DONE          0x01
253 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x02
254 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
255 #define AIOCBLIST_CHECKSYNC     0x08
256
257 /*
258  * AIO process info
259  */
260 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
261
262 struct aiothreadlist {
263         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
264         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
265         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
266 };
267
268 /*
269  * data-structure for lio signal management
270  */
271 struct aioliojob {
272         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
273         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
274         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
275         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
276         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
277         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
278         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
279 };
280
281 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
282 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
283 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
284
285 /*
286  * per process aio data structure
287  */
288 struct kaioinfo {
289         struct mtx      kaio_mtx;       /* the lock to protect this struct */
290         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
291         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
292         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
293         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
294         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
295         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
296         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
297         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
298         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
299         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
300         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
301         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
302         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
303                                                  *  NOT USED YET.
304                                                  */
305         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_syncqueue;  /* (a) queue for aio_fsync */
306         struct  task    kaio_task;      /* (*) task to kick aio threads */
307 };
308
309 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
310 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
311 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
312 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
313
314 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
315 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
316
317 /*
318  * Operations used to interact with userland aio control blocks.
319  * Different ABIs provide their own operations.
320  */
321 struct aiocb_ops {
322         int     (*copyin)(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob);
323         long    (*fetch_status)(struct aiocb *ujob);
324         long    (*fetch_error)(struct aiocb *ujob);
325         int     (*store_status)(struct aiocb *ujob, long status);
326         int     (*store_error)(struct aiocb *ujob, long error);
327         int     (*store_kernelinfo)(struct aiocb *ujob, long jobref);
328         int     (*store_aiocb)(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob);
329 };
330
331 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
332 static struct sema aio_newproc_sem;
333 static struct mtx aio_job_mtx;
334 static struct mtx aio_sock_mtx;
335 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
336 static struct unrhdr *aiod_unr;
337
338 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
339 static int      aio_onceonly(void);
340 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
341 static void     aio_process_rw(struct aiocblist *aiocbe);
342 static void     aio_process_sync(struct aiocblist *aiocbe);
343 static void     aio_process_mlock(struct aiocblist *aiocbe);
344 static int      aio_newproc(int *);
345 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
346                         struct aioliojob *lio, int type, struct aiocb_ops *ops);
347 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
348 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
349 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp);
350 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
351 static void     biohelper(void *, int);
352 static void     aio_daemon(void *param);
353 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
354 static int      aio_unload(void);
355 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
356 #define DONE_BUF        1
357 #define DONE_QUEUE      2
358 static int      aio_kick(struct proc *userp);
359 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
360 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
361 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
362 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
363 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
364 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
365 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
366 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
367
368 /*
369  * Zones for:
370  *      kaio    Per process async io info
371  *      aiop    async io thread data
372  *      aiocb   async io jobs
373  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
374  *      aiolio  list io jobs
375  */
376 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
377
378 /* kqueue filters for aio */
379 static struct filterops aio_filtops = {
380         .f_isfd = 0,
381         .f_attach = filt_aioattach,
382         .f_detach = filt_aiodetach,
383         .f_event = filt_aio,
384 };
385 static struct filterops lio_filtops = {
386         .f_isfd = 0,
387         .f_attach = filt_lioattach,
388         .f_detach = filt_liodetach,
389         .f_event = filt_lio
390 };
391
392 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
393
394 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
395
396 /*
397  * Main operations function for use as a kernel module.
398  */
399 static int
400 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
401 {
402         int error = 0;
403
404         switch (cmd) {
405         case MOD_LOAD:
406                 aio_onceonly();
407                 break;
408         case MOD_UNLOAD:
409                 error = aio_unload();
410                 break;
411         case MOD_SHUTDOWN:
412                 break;
413         default:
414                 error = EINVAL;
415                 break;
416         }
417         return (error);
418 }
419
420 static moduledata_t aio_mod = {
421         "aio",
422         &aio_modload,
423         NULL
424 };
425
426 static struct syscall_helper_data aio_syscalls[] = {
427         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_cancel),
428         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_error),
429         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_fsync),
430         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_mlock),
431         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_read),
432         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_return),
433         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_suspend),
434         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_waitcomplete),
435         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_write),
436         SYSCALL_INIT_HELPER(lio_listio),
437         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_read),
438         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_write),
439         SYSCALL_INIT_HELPER(olio_listio),
440         SYSCALL_INIT_LAST
441 };
442
443 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
444 #include <sys/mount.h>
445 #include <sys/socket.h>
446 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
447 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
448 #include <compat/freebsd32/freebsd32_signal.h>
449 #include <compat/freebsd32/freebsd32_syscall.h>
450 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
451
452 static struct syscall_helper_data aio32_syscalls[] = {
453         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_return),
454         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_suspend),
455         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_cancel),
456         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_error),
457         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_fsync),
458         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_mlock),
459         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_read),
460         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_write),
461         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_waitcomplete),
462         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_lio_listio),
463         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_read),
464         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_write),
465         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_olio_listio),
466         SYSCALL_INIT_LAST
467 };
468 #endif
469
470 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
471         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
472 MODULE_VERSION(aio, 1);
473
474 /*
475  * Startup initialization
476  */
477 static int
478 aio_onceonly(void)
479 {
480         int error;
481
482         /* XXX: should probably just use so->callback */
483         aio_swake = &aio_swake_cb;
484         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
485             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
486         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec, NULL,
487             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
488         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
489         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
490         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
491         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
492         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
493         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
494         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
495         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
496         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
497             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
498         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
499             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
500         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
501             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
502         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
503             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
504         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
505             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
506         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
507         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
508         jobrefid = 1;
509         async_io_version = _POSIX_VERSION;
510         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
511         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
512         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
513
514         error = syscall_helper_register(aio_syscalls);
515         if (error)
516                 return (error);
517 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
518         error = syscall32_helper_register(aio32_syscalls);
519         if (error)
520                 return (error);
521 #endif
522         return (0);
523 }
524
525 /*
526  * Callback for unload of AIO when used as a module.
527  */
528 static int
529 aio_unload(void)
530 {
531         int error;
532
533         /*
534          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
535          * perhaps we could do it if locked out callers and then
536          * did an aio_proc_rundown() on each process.
537          *
538          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
539          * so I don't think that would fly.
540          */
541         if (!unloadable)
542                 return (EOPNOTSUPP);
543
544 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
545         syscall32_helper_unregister(aio32_syscalls);
546 #endif
547         syscall_helper_unregister(aio_syscalls);
548
549         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
550         if (error)
551                 return error;
552         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
553         if (error)
554                 return error;
555         async_io_version = 0;
556         aio_swake = NULL;
557         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
558         delete_unrhdr(aiod_unr);
559         uma_zdestroy(kaio_zone);
560         uma_zdestroy(aiop_zone);
561         uma_zdestroy(aiocb_zone);
562         uma_zdestroy(aiol_zone);
563         uma_zdestroy(aiolio_zone);
564         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
565         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
566         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
567         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
568         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
569         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
570         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
571         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
572         return (0);
573 }
574
575 /*
576  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
577  * per-process for user limit (resource) management.
578  */
579 void
580 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
581 {
582         struct kaioinfo *ki;
583
584         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
585         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF);
586         ki->kaio_flags = 0;
587         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
588         ki->kaio_active_count = 0;
589         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
590         ki->kaio_count = 0;
591         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
592         ki->kaio_buffer_count = 0;
593         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
594         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
595         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
596         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
597         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
598         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
599         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
600         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
601         PROC_LOCK(p);
602         if (p->p_aioinfo == NULL) {
603                 p->p_aioinfo = ki;
604                 PROC_UNLOCK(p);
605         } else {
606                 PROC_UNLOCK(p);
607                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
608                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
609         }
610
611         while (num_aio_procs < MIN(target_aio_procs, max_aio_procs))
612                 aio_newproc(NULL);
613 }
614
615 static int
616 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
617 {
618         struct thread *td;
619         int error;
620
621         error = sigev_findtd(p, sigev, &td);
622         if (error)
623                 return (error);
624         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
625                 ksiginfo_set_sigev(ksi, sigev);
626                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
627                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
628                 tdsendsignal(p, td, ksi->ksi_signo, ksi);
629         }
630         PROC_UNLOCK(p);
631         return (error);
632 }
633
634 /*
635  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
636  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
637  * restart the queue scan.
638  */
639 static int
640 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
641 {
642         struct kaioinfo *ki;
643         struct aioliojob *lj;
644         struct proc *p;
645
646         p = aiocbe->userproc;
647         MPASS(curproc == p);
648         ki = p->p_aioinfo;
649         MPASS(ki != NULL);
650
651         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
652         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
653
654         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
655
656         ki->kaio_count--;
657         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
658
659         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
660         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
661
662         lj = aiocbe->lio;
663         if (lj) {
664                 lj->lioj_count--;
665                 lj->lioj_finished_count--;
666
667                 if (lj->lioj_count == 0) {
668                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
669                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
670                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
671                         PROC_LOCK(p);
672                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
673                         PROC_UNLOCK(p);
674                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
675                 }
676         }
677
678         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
679         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
680         PROC_LOCK(p);
681         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
682         PROC_UNLOCK(p);
683
684         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
685         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
686         AIO_UNLOCK(ki);
687
688         /*
689          * The thread argument here is used to find the owning process
690          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
691          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
692          * need a thread pointer from the process owning the job that is
693          * persistent and won't disappear out from under us or move to
694          * another process.
695          *
696          * Currently, all the callers of this function call it to remove
697          * an aiocblist from the current process' job list either via a
698          * syscall or due to the current process calling exit() or
699          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
700          * curthread can't exit since we are curthread.
701          *
702          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
703          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
704          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
705          * at open time, but this is already true of file descriptors in
706          * a multithreaded process.
707          */
708         if (aiocbe->fd_file)
709                 fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
710         crfree(aiocbe->cred);
711         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
712         AIO_LOCK(ki);
713
714         return (0);
715 }
716
717 static void
718 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp __unused)
719 {
720         aio_proc_rundown(arg, p);
721 }
722
723 /*
724  * Rundown the jobs for a given process.
725  */
726 static void
727 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
728 {
729         struct kaioinfo *ki;
730         struct aioliojob *lj;
731         struct aiocblist *cbe, *cbn;
732         struct file *fp;
733         struct socket *so;
734         int remove;
735
736         KASSERT(curthread->td_proc == p,
737             ("%s: called on non-curproc", __func__));
738         ki = p->p_aioinfo;
739         if (ki == NULL)
740                 return;
741
742         AIO_LOCK(ki);
743         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
744
745 restart:
746
747         /*
748          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
749          * aio_cancel on all pending I/O requests.
750          */
751         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
752                 remove = 0;
753                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
754                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
755                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
756                         remove = 1;
757                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
758                         fp = cbe->fd_file;
759                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
760                         so = fp->f_data;
761                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
762                         remove = 1;
763                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
764                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
765                         remove = 1;
766                 }
767                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
768
769                 if (remove) {
770                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
771                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
772                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
773                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
774                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
775                 }
776         }
777
778         /* Wait for all running I/O to be finished */
779         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
780             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
781                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
782                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
783                 goto restart;
784         }
785
786         /* Free all completed I/O requests. */
787         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
788                 aio_free_entry(cbe);
789
790         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
791                 if (lj->lioj_count == 0) {
792                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
793                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
794                         PROC_LOCK(p);
795                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
796                         PROC_UNLOCK(p);
797                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
798                 } else {
799                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
800                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
801                 }
802         }
803         AIO_UNLOCK(ki);
804         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
805         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
806         uma_zfree(kaio_zone, ki);
807         p->p_aioinfo = NULL;
808 }
809
810 /*
811  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
812  */
813 static struct aiocblist *
814 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
815 {
816         struct aiocblist *aiocbe;
817         struct kaioinfo *ki;
818         struct proc *userp;
819
820         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
821         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
822                 userp = aiocbe->userproc;
823                 ki = userp->p_aioinfo;
824
825                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
826                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
827                         /* Account for currently active jobs. */
828                         ki->kaio_active_count++;
829                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
830                         break;
831                 }
832         }
833         return (aiocbe);
834 }
835
836 /*
837  *  Move all data to a permanent storage device, this code
838  *  simulates fsync syscall.
839  */
840 static int
841 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp)
842 {
843         struct mount *mp;
844         int error;
845
846         if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH)) != 0)
847                 goto drop;
848         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
849         if (vp->v_object != NULL) {
850                 VM_OBJECT_WLOCK(vp->v_object);
851                 vm_object_page_clean(vp->v_object, 0, 0, 0);
852                 VM_OBJECT_WUNLOCK(vp->v_object);
853         }
854         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
855
856         VOP_UNLOCK(vp, 0);
857         vn_finished_write(mp);
858 drop:
859         return (error);
860 }
861
862 /*
863  * The AIO processing activity for LIO_READ/LIO_WRITE.  This is the code that
864  * does the I/O request for the non-physio version of the operations.  The
865  * normal vn operations are used, and this code should work in all instances
866  * for every type of file, including pipes, sockets, fifos, and regular files.
867  *
868  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
869  */
870 static void
871 aio_process_rw(struct aiocblist *aiocbe)
872 {
873         struct ucred *td_savedcred;
874         struct thread *td;
875         struct aiocb *cb;
876         struct file *fp;
877         struct socket *so;
878         struct uio auio;
879         struct iovec aiov;
880         int cnt;
881         int error;
882         int oublock_st, oublock_end;
883         int inblock_st, inblock_end;
884
885         KASSERT(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ ||
886             aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE,
887             ("%s: opcode %d", __func__, aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode));
888
889         td = curthread;
890         td_savedcred = td->td_ucred;
891         td->td_ucred = aiocbe->cred;
892         cb = &aiocbe->uaiocb;
893         fp = aiocbe->fd_file;
894
895         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
896         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
897
898         auio.uio_iov = &aiov;
899         auio.uio_iovcnt = 1;
900         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
901         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
902         cnt = cb->aio_nbytes;
903         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
904         auio.uio_td = td;
905
906         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
907         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
908         /*
909          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
910          * released in aio_free_entry().
911          */
912         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
913                 auio.uio_rw = UIO_READ;
914                 if (auio.uio_resid == 0)
915                         error = 0;
916                 else
917                         error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
918         } else {
919                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
920                         bwillwrite();
921                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
922                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
923         }
924         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
925         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
926
927         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
928         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
929
930         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
931                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
932                         error = 0;
933                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
934                         int sigpipe = 1;
935                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
936                                 so = fp->f_data;
937                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
938                                         sigpipe = 0;
939                         }
940                         if (sigpipe) {
941                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
942                                 kern_psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
943                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
944                         }
945                 }
946         }
947
948         cnt -= auio.uio_resid;
949         cb->_aiocb_private.error = error;
950         cb->_aiocb_private.status = cnt;
951         td->td_ucred = td_savedcred;
952 }
953
954 static void
955 aio_process_sync(struct aiocblist *aiocbe)
956 {
957         struct thread *td = curthread;
958         struct ucred *td_savedcred = td->td_ucred;
959         struct aiocb *cb = &aiocbe->uaiocb;
960         struct file *fp = aiocbe->fd_file;
961         int error = 0;
962
963         KASSERT(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_SYNC,
964             ("%s: opcode %d", __func__, aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode));
965
966         td->td_ucred = aiocbe->cred;
967         if (fp->f_vnode != NULL)
968                 error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode);
969         cb->_aiocb_private.error = error;
970         cb->_aiocb_private.status = 0;
971         td->td_ucred = td_savedcred;
972 }
973
974 static void
975 aio_process_mlock(struct aiocblist *aiocbe)
976 {
977         struct aiocb *cb = &aiocbe->uaiocb;
978         int error;
979
980         KASSERT(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_MLOCK,
981             ("%s: opcode %d", __func__, aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode));
982
983         error = vm_mlock(aiocbe->userproc, aiocbe->cred,
984             __DEVOLATILE(void *, cb->aio_buf), cb->aio_nbytes);
985         cb->_aiocb_private.error = error;
986         cb->_aiocb_private.status = 0;
987 }
988
989 static void
990 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
991 {
992         struct aioliojob *lj;
993         struct kaioinfo *ki;
994         struct aiocblist *scb, *scbn;
995         int lj_done;
996
997         ki = userp->p_aioinfo;
998         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
999         lj = aiocbe->lio;
1000         lj_done = 0;
1001         if (lj) {
1002                 lj->lioj_finished_count++;
1003                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
1004                         lj_done = 1;
1005         }
1006         if (type == DONE_QUEUE) {
1007                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
1008         } else {
1009                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
1010         }
1011         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
1012         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
1013
1014         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
1015                 goto notification_done;
1016
1017         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1018             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
1019                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
1020
1021         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
1022
1023         if (lj_done) {
1024                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
1025                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
1026                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
1027                 }
1028                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
1029                     == LIOJ_SIGNAL
1030                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1031                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
1032                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
1033                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
1034                 }
1035         }
1036
1037 notification_done:
1038         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_CHECKSYNC) {
1039                 TAILQ_FOREACH_SAFE(scb, &ki->kaio_syncqueue, list, scbn) {
1040                         if (aiocbe->fd_file == scb->fd_file &&
1041                             aiocbe->seqno < scb->seqno) {
1042                                 if (--scb->pending == 0) {
1043                                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1044                                         scb->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1045                                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, scb, list);
1046                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, scb, list);
1047                                         aio_kick_nowait(userp);
1048                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1049                                 }
1050                         }
1051                 }
1052         }
1053         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
1054                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
1055                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
1056         }
1057 }
1058
1059 /*
1060  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process_*,
1061  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
1062  */
1063 static void
1064 aio_daemon(void *_id)
1065 {
1066         struct aiocblist *aiocbe;
1067         struct aiothreadlist *aiop;
1068         struct kaioinfo *ki;
1069         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
1070         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
1071         struct thread *td = curthread;
1072         int id = (intptr_t)_id;
1073
1074         /*
1075          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
1076          */
1077         mycp = td->td_proc;
1078         myvm = mycp->p_vmspace;
1079
1080         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
1081
1082         /*
1083          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
1084          * per daemon.
1085          */
1086         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
1087         aiop->aiothread = td;
1088         aiop->aiothreadflags = 0;
1089
1090         /* The daemon resides in its own pgrp. */
1091         sys_setsid(td, NULL);
1092
1093         /*
1094          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
1095          * and creating too many daemons.)
1096          */
1097         sema_post(&aio_newproc_sem);
1098
1099         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1100         for (;;) {
1101                 /*
1102                  * curcp is the current daemon process context.
1103                  * userp is the current user process context.
1104                  */
1105                 curcp = mycp;
1106
1107                 /*
1108                  * Take daemon off of free queue
1109                  */
1110                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
1111                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1112                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1113                 }
1114
1115                 /*
1116                  * Check for jobs.
1117                  */
1118                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1119                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1120                         userp = aiocbe->userproc;
1121
1122                         /*
1123                          * Connect to process address space for user program.
1124                          */
1125                         if (userp != curcp) {
1126                                 /*
1127                                  * Save the current address space that we are
1128                                  * connected to.
1129                                  */
1130                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
1131
1132                                 /*
1133                                  * Point to the new user address space, and
1134                                  * refer to it.
1135                                  */
1136                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
1137                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
1138
1139                                 /* Activate the new mapping. */
1140                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1141
1142                                 /*
1143                                  * If the old address space wasn't the daemons
1144                                  * own address space, then we need to remove the
1145                                  * daemon's reference from the other process
1146                                  * that it was acting on behalf of.
1147                                  */
1148                                 if (tmpvm != myvm) {
1149                                         vmspace_free(tmpvm);
1150                                 }
1151                                 curcp = userp;
1152                         }
1153
1154                         ki = userp->p_aioinfo;
1155
1156                         /* Do the I/O function. */
1157                         switch(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1158                         case LIO_READ:
1159                         case LIO_WRITE:
1160                                 aio_process_rw(aiocbe);
1161                                 break;
1162                         case LIO_SYNC:
1163                                 aio_process_sync(aiocbe);
1164                                 break;
1165                         case LIO_MLOCK:
1166                                 aio_process_mlock(aiocbe);
1167                                 break;
1168                         }
1169
1170                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1171                         /* Decrement the active job count. */
1172                         ki->kaio_active_count--;
1173                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1174
1175                         AIO_LOCK(ki);
1176                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1177                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
1178                         AIO_UNLOCK(ki);
1179
1180                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1181                 }
1182
1183                 /*
1184                  * Disconnect from user address space.
1185                  */
1186                 if (curcp != mycp) {
1187
1188                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1189
1190                         /* Get the user address space to disconnect from. */
1191                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
1192
1193                         /* Get original address space for daemon. */
1194                         mycp->p_vmspace = myvm;
1195
1196                         /* Activate the daemon's address space. */
1197                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1198 #ifdef DIAGNOSTIC
1199                         if (tmpvm == myvm) {
1200                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
1201                                     mycp->p_pid);
1202                         }
1203 #endif
1204                         /* Remove our vmspace reference. */
1205                         vmspace_free(tmpvm);
1206
1207                         curcp = mycp;
1208
1209                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1210                         /*
1211                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1212                          * no job can be selected, that should be
1213                          * curcp == mycp.
1214                          */
1215                         continue;
1216                 }
1217
1218                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1219
1220                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1221                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1222
1223                 /*
1224                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1225                  * thereby freeing resources.
1226                  */
1227                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1228                     aiod_lifetime)) {
1229                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1230                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1231                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1232                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1233                                         num_aio_procs--;
1234                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1235                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1236                                         free_unr(aiod_unr, id);
1237 #ifdef DIAGNOSTIC
1238                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1239                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1240                                                     " exiting daemon: %d\n",
1241                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1242                                         }
1243 #endif
1244                                         kproc_exit(0);
1245                                 }
1246                         }
1247                 }
1248         }
1249         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1250         panic("shouldn't be here\n");
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1255  * AIO daemon modifies its environment itself.
1256  */
1257 static int
1258 aio_newproc(int *start)
1259 {
1260         int error;
1261         struct proc *p;
1262         int id;
1263
1264         id = alloc_unr(aiod_unr);
1265         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1266                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1267         if (error == 0) {
1268                 /*
1269                  * Wait until daemon is started.
1270                  */
1271                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1272                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1273                 num_aio_procs++;
1274                 if (start != NULL)
1275                         (*start)--;
1276                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1277         } else {
1278                 free_unr(aiod_unr, id);
1279         }
1280         return (error);
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1285  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1286  * thus has very low overhead.
1287  *
1288  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1289  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1290  * duration of this call.
1291  */
1292 static int
1293 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1294 {
1295         struct aiocb *cb;
1296         struct file *fp;
1297         struct buf *bp;
1298         struct vnode *vp;
1299         struct cdevsw *csw;
1300         struct cdev *dev;
1301         struct kaioinfo *ki;
1302         struct aioliojob *lj;
1303         int error, ref;
1304
1305         cb = &aiocbe->uaiocb;
1306         fp = aiocbe->fd_file;
1307
1308         if (fp == NULL || fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1309                 return (-1);
1310
1311         vp = fp->f_vnode;
1312
1313         /*
1314          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1315          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1316          * way when you're talking to a regular file.
1317          */
1318         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1319                 if (error == ENOTBLK)
1320                         return (-1);
1321                 else
1322                         return (error);
1323         }
1324
1325         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1326                 return (-1);
1327
1328         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1329                 return (-1);
1330
1331         if (cb->aio_nbytes >
1332             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1333                 return (-1);
1334
1335         ki = p->p_aioinfo;
1336         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1337                 return (-1);
1338
1339         ref = 0;
1340         csw = devvn_refthread(vp, &dev, &ref);
1341         if (csw == NULL)
1342                 return (ENXIO);
1343         if (cb->aio_nbytes > dev->si_iosize_max) {
1344                 error = -1;
1345                 goto unref;
1346         }
1347
1348         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1349         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1350         BUF_KERNPROC(bp);
1351
1352         AIO_LOCK(ki);
1353         ki->kaio_count++;
1354         ki->kaio_buffer_count++;
1355         lj = aiocbe->lio;
1356         if (lj)
1357                 lj->lioj_count++;
1358         AIO_UNLOCK(ki);
1359
1360         /*
1361          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1362          */
1363         error = 0;
1364
1365         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1366         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1367         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1368         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1369         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1370         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1371         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1372         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1373         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1374
1375         /*
1376          * Bring buffer into kernel space.
1377          */
1378         if (vmapbuf(bp, (csw->d_flags & D_UNMAPPED_IO) == 0) < 0) {
1379                 error = EFAULT;
1380                 goto doerror;
1381         }
1382
1383         AIO_LOCK(ki);
1384         aiocbe->bp = bp;
1385         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1386         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1387         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1388         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1389         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1390         AIO_UNLOCK(ki);
1391
1392         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1393         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1394
1395         bp->b_error = 0;
1396
1397         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1398
1399         /* Perform transfer. */
1400         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
1401         dev_relthread(dev, ref);
1402         return (0);
1403
1404 doerror:
1405         AIO_LOCK(ki);
1406         ki->kaio_count--;
1407         ki->kaio_buffer_count--;
1408         if (lj)
1409                 lj->lioj_count--;
1410         aiocbe->bp = NULL;
1411         AIO_UNLOCK(ki);
1412         relpbuf(bp, NULL);
1413 unref:
1414         dev_relthread(dev, ref);
1415         return (error);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1420  */
1421 static void
1422 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1423 {
1424         struct aiocblist *cb, *cbn;
1425         int opcode;
1426
1427         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(sb);
1428         if (sb == &so->so_snd)
1429                 opcode = LIO_WRITE;
1430         else
1431                 opcode = LIO_READ;
1432
1433         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1434         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1435         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1436                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1437                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1438                                 panic("invalid queue value");
1439                         /* XXX
1440                          * We don't have actual sockets backend yet,
1441                          * so we simply move the requests to the generic
1442                          * file I/O backend.
1443                          */
1444                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1445                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1446                         aio_kick_nowait(cb->userproc);
1447                 }
1448         }
1449         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1450 }
1451
1452 static int
1453 convert_old_sigevent(struct osigevent *osig, struct sigevent *nsig)
1454 {
1455
1456         /*
1457          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
1458          * supported by AIO with the old sigevent structure.
1459          */
1460         nsig->sigev_notify = osig->sigev_notify;
1461         switch (nsig->sigev_notify) {
1462         case SIGEV_NONE:
1463                 break;
1464         case SIGEV_SIGNAL:
1465                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
1466                 break;
1467         case SIGEV_KEVENT:
1468                 nsig->sigev_notify_kqueue =
1469                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
1470                 nsig->sigev_value.sival_ptr = osig->sigev_value.sival_ptr;
1471                 break;
1472         default:
1473                 return (EINVAL);
1474         }
1475         return (0);
1476 }
1477
1478 static int
1479 aiocb_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1480 {
1481         struct oaiocb *ojob;
1482         int error;
1483
1484         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
1485         error = copyin(ujob, kjob, sizeof(struct oaiocb));
1486         if (error)
1487                 return (error);
1488         ojob = (struct oaiocb *)kjob;
1489         return (convert_old_sigevent(&ojob->aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
1490 }
1491
1492 static int
1493 aiocb_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1494 {
1495
1496         return (copyin(ujob, kjob, sizeof(struct aiocb)));
1497 }
1498
1499 static long
1500 aiocb_fetch_status(struct aiocb *ujob)
1501 {
1502
1503         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.status));
1504 }
1505
1506 static long
1507 aiocb_fetch_error(struct aiocb *ujob)
1508 {
1509
1510         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.error));
1511 }
1512
1513 static int
1514 aiocb_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
1515 {
1516
1517         return (suword(&ujob->_aiocb_private.status, status));
1518 }
1519
1520 static int
1521 aiocb_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
1522 {
1523
1524         return (suword(&ujob->_aiocb_private.error, error));
1525 }
1526
1527 static int
1528 aiocb_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
1529 {
1530
1531         return (suword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
1532 }
1533
1534 static int
1535 aiocb_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
1536 {
1537
1538         return (suword(ujobp, (long)ujob));
1539 }
1540
1541 static struct aiocb_ops aiocb_ops = {
1542         .copyin = aiocb_copyin,
1543         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1544         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1545         .store_status = aiocb_store_status,
1546         .store_error = aiocb_store_error,
1547         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1548         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1549 };
1550
1551 static struct aiocb_ops aiocb_ops_osigevent = {
1552         .copyin = aiocb_copyin_old_sigevent,
1553         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1554         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1555         .store_status = aiocb_store_status,
1556         .store_error = aiocb_store_error,
1557         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1558         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1559 };
1560
1561 /*
1562  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1563  * technique is done in this code.
1564  */
1565 int
1566 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1567         int type, struct aiocb_ops *ops)
1568 {
1569         struct proc *p = td->td_proc;
1570         struct file *fp;
1571         struct socket *so;
1572         struct aiocblist *aiocbe, *cb;
1573         struct kaioinfo *ki;
1574         struct kevent kev;
1575         struct sockbuf *sb;
1576         int opcode;
1577         int error;
1578         int fd, kqfd;
1579         int jid;
1580         u_short evflags;
1581
1582         if (p->p_aioinfo == NULL)
1583                 aio_init_aioinfo(p);
1584
1585         ki = p->p_aioinfo;
1586
1587         ops->store_status(job, -1);
1588         ops->store_error(job, 0);
1589         ops->store_kernelinfo(job, -1);
1590
1591         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1592             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1593                 ops->store_error(job, EAGAIN);
1594                 return (EAGAIN);
1595         }
1596
1597         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1598         knlist_init_mtx(&aiocbe->klist, AIO_MTX(ki));
1599
1600         error = ops->copyin(job, &aiocbe->uaiocb);
1601         if (error) {
1602                 ops->store_error(job, error);
1603                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1604                 return (error);
1605         }
1606
1607         /* XXX: aio_nbytes is later casted to signed types. */
1608         if (aiocbe->uaiocb.aio_nbytes > INT_MAX) {
1609                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1610                 return (EINVAL);
1611         }
1612
1613         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1614             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1615             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1616             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1617                 ops->store_error(job, EINVAL);
1618                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1619                 return (EINVAL);
1620         }
1621
1622         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1623              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1624                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1625                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1626                 return (EINVAL);
1627         }
1628
1629         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1630
1631         /* Save userspace address of the job info. */
1632         aiocbe->uuaiocb = job;
1633
1634         /* Get the opcode. */
1635         if (type != LIO_NOP)
1636                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1637         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1638
1639         /*
1640          * Validate the opcode and fetch the file object for the specified
1641          * file descriptor.
1642          *
1643          * XXXRW: Moved the opcode validation up here so that we don't
1644          * retrieve a file descriptor without knowing what the capabiltity
1645          * should be.
1646          */
1647         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1648         switch (opcode) {
1649         case LIO_WRITE:
1650                 error = fget_write(td, fd, CAP_PWRITE, &fp);
1651                 break;
1652         case LIO_READ:
1653                 error = fget_read(td, fd, CAP_PREAD, &fp);
1654                 break;
1655         case LIO_SYNC:
1656                 error = fget(td, fd, CAP_FSYNC, &fp);
1657                 break;
1658         case LIO_MLOCK:
1659                 fp = NULL;
1660                 break;
1661         case LIO_NOP:
1662                 error = fget(td, fd, CAP_NONE, &fp);
1663                 break;
1664         default:
1665                 error = EINVAL;
1666         }
1667         if (error) {
1668                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1669                 ops->store_error(job, error);
1670                 return (error);
1671         }
1672
1673         if (opcode == LIO_SYNC && fp->f_vnode == NULL) {
1674                 error = EINVAL;
1675                 goto aqueue_fail;
1676         }
1677
1678         if (opcode != LIO_SYNC && aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1679                 error = EINVAL;
1680                 goto aqueue_fail;
1681         }
1682
1683         aiocbe->fd_file = fp;
1684
1685         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1686         jid = jobrefid++;
1687         aiocbe->seqno = jobseqno++;
1688         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1689         error = ops->store_kernelinfo(job, jid);
1690         if (error) {
1691                 error = EINVAL;
1692                 goto aqueue_fail;
1693         }
1694         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1695
1696         if (opcode == LIO_NOP) {
1697                 fdrop(fp, td);
1698                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1699                 return (0);
1700         }
1701
1702         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1703                 goto no_kqueue;
1704         evflags = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kevent_flags;
1705         if ((evflags & ~(EV_CLEAR | EV_DISPATCH | EV_ONESHOT)) != 0) {
1706                 error = EINVAL;
1707                 goto aqueue_fail;
1708         }
1709         kqfd = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1710         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1711         kev.filter = EVFILT_AIO;
1712         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1 | evflags;
1713         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1714         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1715         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, 1);
1716 aqueue_fail:
1717         if (error) {
1718                 if (fp)
1719                         fdrop(fp, td);
1720                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1721                 ops->store_error(job, error);
1722                 goto done;
1723         }
1724 no_kqueue:
1725
1726         ops->store_error(job, EINPROGRESS);
1727         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1728         aiocbe->userproc = p;
1729         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1730         aiocbe->jobflags = 0;
1731         aiocbe->lio = lj;
1732
1733         if (opcode == LIO_SYNC)
1734                 goto queueit;
1735
1736         if (fp && fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1737                 /*
1738                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1739                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1740                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1741                  * operation).
1742                  *
1743                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1744                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1745                  * happens.
1746                  *
1747                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1748                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1749                  */
1750                 so = fp->f_data;
1751                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1752                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1753                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1754                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1755                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1756
1757                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1758                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1759                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1760
1761                         AIO_LOCK(ki);
1762                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1763                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1764                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1765                         ki->kaio_count++;
1766                         if (lj)
1767                                 lj->lioj_count++;
1768                         AIO_UNLOCK(ki);
1769                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1770                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1771                         error = 0;
1772                         goto done;
1773                 }
1774                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1775         }
1776
1777         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1778                 goto done;
1779 #if 0
1780         if (error > 0) {
1781                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1782                 ops->store_error(job, error);
1783                 goto done;
1784         }
1785 #endif
1786 queueit:
1787         /* No buffer for daemon I/O. */
1788         aiocbe->bp = NULL;
1789         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1790
1791         AIO_LOCK(ki);
1792         ki->kaio_count++;
1793         if (lj)
1794                 lj->lioj_count++;
1795         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1796         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1797         if (opcode == LIO_SYNC) {
1798                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1799                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1800                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1801                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1802                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1803                                 aiocbe->pending++;
1804                         }
1805                 }
1806                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufqueue, plist) {
1807                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1808                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1809                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1810                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1811                                 aiocbe->pending++;
1812                         }
1813                 }
1814                 if (aiocbe->pending != 0) {
1815                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, aiocbe, list);
1816                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSYNC;
1817                         AIO_UNLOCK(ki);
1818                         goto done;
1819                 }
1820         }
1821         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1822         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1823         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1824         aio_kick_nowait(p);
1825         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1826         AIO_UNLOCK(ki);
1827         error = 0;
1828 done:
1829         return (error);
1830 }
1831
1832 static void
1833 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1834 {
1835         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1836         struct aiothreadlist *aiop;
1837
1838         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1839         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1840                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1841                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1842                 wakeup(aiop->aiothread);
1843         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1844             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1845             ki->kaio_maxactive_count)) {
1846                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
1847         }
1848 }
1849
1850 static int
1851 aio_kick(struct proc *userp)
1852 {
1853         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1854         struct aiothreadlist *aiop;
1855         int error, ret = 0;
1856
1857         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1858 retryproc:
1859         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1860                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1861                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1862                 wakeup(aiop->aiothread);
1863         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1864             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1865             ki->kaio_maxactive_count)) {
1866                 num_aio_resv_start++;
1867                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1868                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1869                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1870                 if (error) {
1871                         num_aio_resv_start--;
1872                         goto retryproc;
1873                 }
1874         } else {
1875                 ret = -1;
1876         }
1877         return (ret);
1878 }
1879
1880 static void
1881 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1882 {
1883         struct proc *userp = context;
1884
1885         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1886         while (--pending >= 0) {
1887                 if (aio_kick(userp))
1888                         break;
1889         }
1890         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1895  * released.
1896  */
1897 static int
1898 kern_aio_return(struct thread *td, struct aiocb *uaiocb, struct aiocb_ops *ops)
1899 {
1900         struct proc *p = td->td_proc;
1901         struct aiocblist *cb;
1902         struct kaioinfo *ki;
1903         int status, error;
1904
1905         ki = p->p_aioinfo;
1906         if (ki == NULL)
1907                 return (EINVAL);
1908         AIO_LOCK(ki);
1909         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1910                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1911                         break;
1912         }
1913         if (cb != NULL) {
1914                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1915                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1916                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1917                 td->td_retval[0] = status;
1918                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1919                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
1920                         cb->outputcharge = 0;
1921                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1922                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1923                         cb->inputcharge = 0;
1924                 }
1925                 aio_free_entry(cb);
1926                 AIO_UNLOCK(ki);
1927                 ops->store_error(uaiocb, error);
1928                 ops->store_status(uaiocb, status);
1929         } else {
1930                 error = EINVAL;
1931                 AIO_UNLOCK(ki);
1932         }
1933         return (error);
1934 }
1935
1936 int
1937 sys_aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1938 {
1939
1940         return (kern_aio_return(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
1941 }
1942
1943 /*
1944  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1945  */
1946 static int
1947 kern_aio_suspend(struct thread *td, int njoblist, struct aiocb **ujoblist,
1948     struct timespec *ts)
1949 {
1950         struct proc *p = td->td_proc;
1951         struct timeval atv;
1952         struct kaioinfo *ki;
1953         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1954         int error, i, timo;
1955
1956         timo = 0;
1957         if (ts) {
1958                 if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= 1000000000)
1959                         return (EINVAL);
1960
1961                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
1962                 if (itimerfix(&atv))
1963                         return (EINVAL);
1964                 timo = tvtohz(&atv);
1965         }
1966
1967         ki = p->p_aioinfo;
1968         if (ki == NULL)
1969                 return (EAGAIN);
1970
1971         if (njoblist == 0)
1972                 return (0);
1973
1974         AIO_LOCK(ki);
1975         for (;;) {
1976                 cbfirst = NULL;
1977                 error = 0;
1978                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1979                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1980                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1981                                         if (cbfirst == NULL)
1982                                                 cbfirst = cb;
1983                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1984                                                 goto RETURN;
1985                                 }
1986                         }
1987                 }
1988                 /* All tasks were finished. */
1989                 if (cbfirst == NULL)
1990                         break;
1991
1992                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1993                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
1994                     "aiospn", timo);
1995                 if (error == ERESTART)
1996                         error = EINTR;
1997                 if (error)
1998                         break;
1999         }
2000 RETURN:
2001         AIO_UNLOCK(ki);
2002         return (error);
2003 }
2004
2005 int
2006 sys_aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
2007 {
2008         struct timespec ts, *tsp;
2009         struct aiocb **ujoblist;
2010         int error;
2011
2012         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
2013                 return (EINVAL);
2014
2015         if (uap->timeout) {
2016                 /* Get timespec struct. */
2017                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
2018                         return (error);
2019                 tsp = &ts;
2020         } else
2021                 tsp = NULL;
2022
2023         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
2024         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist, uap->nent * sizeof(ujoblist[0]));
2025         if (error == 0)
2026                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2027         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
2028         return (error);
2029 }
2030
2031 /*
2032  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
2033  * progress.
2034  */
2035 int
2036 sys_aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
2037 {
2038         struct proc *p = td->td_proc;
2039         struct kaioinfo *ki;
2040         struct aiocblist *cbe, *cbn;
2041         struct file *fp;
2042         struct socket *so;
2043         int error;
2044         int remove;
2045         int cancelled = 0;
2046         int notcancelled = 0;
2047         struct vnode *vp;
2048
2049         /* Lookup file object. */
2050         error = fget(td, uap->fd, 0, &fp);
2051         if (error)
2052                 return (error);
2053
2054         ki = p->p_aioinfo;
2055         if (ki == NULL)
2056                 goto done;
2057
2058         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
2059                 vp = fp->f_vnode;
2060                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2061                         fdrop(fp, td);
2062                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2063                         return (0);
2064                 }
2065         }
2066
2067         AIO_LOCK(ki);
2068         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
2069                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
2070                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
2071                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
2072                         remove = 0;
2073
2074                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
2075                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
2076                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
2077                                 remove = 1;
2078                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
2079                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
2080                                 so = fp->f_data;
2081                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
2082                                 remove = 1;
2083                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
2084                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
2085                                 remove = 1;
2086                         }
2087                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
2088
2089                         if (remove) {
2090                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
2091                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
2092                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
2093                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
2094                                 cancelled++;
2095                         } else {
2096                                 notcancelled++;
2097                         }
2098                         if (uap->aiocbp != NULL)
2099                                 break;
2100                 }
2101         }
2102         AIO_UNLOCK(ki);
2103
2104 done:
2105         fdrop(fp, td);
2106
2107         if (uap->aiocbp != NULL) {
2108                 if (cancelled) {
2109                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2110                         return (0);
2111                 }
2112         }
2113
2114         if (notcancelled) {
2115                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2116                 return (0);
2117         }
2118
2119         if (cancelled) {
2120                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2121                 return (0);
2122         }
2123
2124         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
2125
2126         return (0);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
2131  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
2132  * a userland subroutine.
2133  */
2134 static int
2135 kern_aio_error(struct thread *td, struct aiocb *aiocbp, struct aiocb_ops *ops)
2136 {
2137         struct proc *p = td->td_proc;
2138         struct aiocblist *cb;
2139         struct kaioinfo *ki;
2140         int status;
2141
2142         ki = p->p_aioinfo;
2143         if (ki == NULL) {
2144                 td->td_retval[0] = EINVAL;
2145                 return (0);
2146         }
2147
2148         AIO_LOCK(ki);
2149         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
2150                 if (cb->uuaiocb == aiocbp) {
2151                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
2152                                 td->td_retval[0] =
2153                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2154                         else
2155                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
2156                         AIO_UNLOCK(ki);
2157                         return (0);
2158                 }
2159         }
2160         AIO_UNLOCK(ki);
2161
2162         /*
2163          * Hack for failure of aio_aqueue.
2164          */
2165         status = ops->fetch_status(aiocbp);
2166         if (status == -1) {
2167                 td->td_retval[0] = ops->fetch_error(aiocbp);
2168                 return (0);
2169         }
2170
2171         td->td_retval[0] = EINVAL;
2172         return (0);
2173 }
2174
2175 int
2176 sys_aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
2177 {
2178
2179         return (kern_aio_error(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2180 }
2181
2182 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
2183 int
2184 sys_oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
2185 {
2186
2187         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2188             &aiocb_ops_osigevent));
2189 }
2190
2191 int
2192 sys_aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
2193 {
2194
2195         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, &aiocb_ops));
2196 }
2197
2198 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
2199 int
2200 sys_oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
2201 {
2202
2203         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2204             &aiocb_ops_osigevent));
2205 }
2206
2207 int
2208 sys_aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
2209 {
2210
2211         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, &aiocb_ops));
2212 }
2213
2214 int
2215 sys_aio_mlock(struct thread *td, struct aio_mlock_args *uap)
2216 {
2217
2218         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK, &aiocb_ops));
2219 }
2220
2221 static int
2222 kern_lio_listio(struct thread *td, int mode, struct aiocb * const *uacb_list,
2223     struct aiocb **acb_list, int nent, struct sigevent *sig,
2224     struct aiocb_ops *ops)
2225 {
2226         struct proc *p = td->td_proc;
2227         struct aiocb *iocb;
2228         struct kaioinfo *ki;
2229         struct aioliojob *lj;
2230         struct kevent kev;
2231         int error;
2232         int nerror;
2233         int i;
2234
2235         if ((mode != LIO_NOWAIT) && (mode != LIO_WAIT))
2236                 return (EINVAL);
2237
2238         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2239                 return (EINVAL);
2240
2241         if (p->p_aioinfo == NULL)
2242                 aio_init_aioinfo(p);
2243
2244         ki = p->p_aioinfo;
2245
2246         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
2247         lj->lioj_flags = 0;
2248         lj->lioj_count = 0;
2249         lj->lioj_finished_count = 0;
2250         knlist_init_mtx(&lj->klist, AIO_MTX(ki));
2251         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
2252
2253         /*
2254          * Setup signal.
2255          */
2256         if (sig && (mode == LIO_NOWAIT)) {
2257                 bcopy(sig, &lj->lioj_signal, sizeof(lj->lioj_signal));
2258                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2259                         /* Assume only new style KEVENT */
2260                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2261                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2262                         kev.ident = (uintptr_t)uacb_list; /* something unique */
2263                         kev.data = (intptr_t)lj;
2264                         /* pass user defined sigval data */
2265                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2266                         error = kqfd_register(
2267                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td, 1);
2268                         if (error) {
2269                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2270                                 return (error);
2271                         }
2272                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2273                         ;
2274                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2275                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2276                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2277                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2278                                         return EINVAL;
2279                                 }
2280                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2281                 } else {
2282                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2283                         return EINVAL;
2284                 }
2285         }
2286
2287         AIO_LOCK(ki);
2288         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2289         /*
2290          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2291          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2292          * and prevent event from being sent until we have queued
2293          * all tasks.
2294          */
2295         lj->lioj_count = 1;
2296         AIO_UNLOCK(ki);
2297
2298         /*
2299          * Get pointers to the list of I/O requests.
2300          */
2301         nerror = 0;
2302         for (i = 0; i < nent; i++) {
2303                 iocb = acb_list[i];
2304                 if (iocb != NULL) {
2305                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, ops);
2306                         if (error != 0)
2307                                 nerror++;
2308                 }
2309         }
2310
2311         error = 0;
2312         AIO_LOCK(ki);
2313         if (mode == LIO_WAIT) {
2314                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2315                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2316                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2317                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2318                         if (error == ERESTART)
2319                                 error = EINTR;
2320                         if (error)
2321                                 break;
2322                 }
2323         } else {
2324                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2325                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2326                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2327                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2328                         }
2329                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
2330                             == LIOJ_SIGNAL
2331                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2332                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2333                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
2334                                             &lj->lioj_ksi);
2335                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2336                         }
2337                 }
2338         }
2339         lj->lioj_count--;
2340         if (lj->lioj_count == 0) {
2341                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2342                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2343                 PROC_LOCK(p);
2344                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2345                 PROC_UNLOCK(p);
2346                 AIO_UNLOCK(ki);
2347                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2348         } else
2349                 AIO_UNLOCK(ki);
2350
2351         if (nerror)
2352                 return (EIO);
2353         return (error);
2354 }
2355
2356 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2357 int
2358 sys_olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
2359 {
2360         struct aiocb **acb_list;
2361         struct sigevent *sigp, sig;
2362         struct osigevent osig;
2363         int error, nent;
2364
2365         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2366                 return (EINVAL);
2367
2368         nent = uap->nent;
2369         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2370                 return (EINVAL);
2371
2372         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2373                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2374                 if (error)
2375                         return (error);
2376                 error = convert_old_sigevent(&osig, &sig);
2377                 if (error)
2378                         return (error);
2379                 sigp = &sig;
2380         } else
2381                 sigp = NULL;
2382
2383         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2384         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2385         if (error == 0)
2386                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2387                     (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2388                     &aiocb_ops_osigevent);
2389         free(acb_list, M_LIO);
2390         return (error);
2391 }
2392
2393 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2394 int
2395 sys_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
2396 {
2397         struct aiocb **acb_list;
2398         struct sigevent *sigp, sig;
2399         int error, nent;
2400
2401         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2402                 return (EINVAL);
2403
2404         nent = uap->nent;
2405         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2406                 return (EINVAL);
2407
2408         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2409                 error = copyin(uap->sig, &sig, sizeof(sig));
2410                 if (error)
2411                         return (error);
2412                 sigp = &sig;
2413         } else
2414                 sigp = NULL;
2415
2416         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2417         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2418         if (error == 0)
2419                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode, uap->acb_list, acb_list,
2420                     nent, sigp, &aiocb_ops);
2421         free(acb_list, M_LIO);
2422         return (error);
2423 }
2424
2425 /*
2426  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
2427  * as possible, so we schedule a biohelper task.
2428  */
2429 static void
2430 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2431 {
2432         struct aiocblist *aiocbe;
2433
2434         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2435         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
2436 }
2437
2438 /*
2439  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2440  */
2441 static void
2442 biohelper(void *context, int pending)
2443 {
2444         struct aiocblist *aiocbe = context;
2445         struct buf *bp;
2446         struct proc *userp;
2447         struct kaioinfo *ki;
2448         int nblks;
2449
2450         bp = aiocbe->bp;
2451         userp = aiocbe->userproc;
2452         ki = userp->p_aioinfo;
2453         AIO_LOCK(ki);
2454         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2455         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2456         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2457                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2458         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2459         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2460                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2461         else
2462                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2463         aiocbe->bp = NULL;
2464         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2465         ki->kaio_buffer_count--;
2466         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2467         AIO_UNLOCK(ki);
2468
2469         /* Release mapping into kernel space. */
2470         vunmapbuf(bp);
2471         relpbuf(bp, NULL);
2472         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2473 }
2474
2475 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2476 static int
2477 kern_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aiocb **aiocbp,
2478     struct timespec *ts, struct aiocb_ops *ops)
2479 {
2480         struct proc *p = td->td_proc;
2481         struct timeval atv;
2482         struct kaioinfo *ki;
2483         struct aiocblist *cb;
2484         struct aiocb *uuaiocb;
2485         int error, status, timo;
2486
2487         ops->store_aiocb(aiocbp, NULL);
2488
2489         timo = 0;
2490         if (ts) {
2491                 if ((ts->tv_nsec < 0) || (ts->tv_nsec >= 1000000000))
2492                         return (EINVAL);
2493
2494                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
2495                 if (itimerfix(&atv))
2496                         return (EINVAL);
2497                 timo = tvtohz(&atv);
2498         }
2499
2500         if (p->p_aioinfo == NULL)
2501                 aio_init_aioinfo(p);
2502         ki = p->p_aioinfo;
2503
2504         error = 0;
2505         cb = NULL;
2506         AIO_LOCK(ki);
2507         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2508                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2509                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2510                     "aiowc", timo);
2511                 if (timo && error == ERESTART)
2512                         error = EINTR;
2513                 if (error)
2514                         break;
2515         }
2516
2517         if (cb != NULL) {
2518                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2519                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2520                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2521                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2522                 td->td_retval[0] = status;
2523                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2524                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2525                         cb->outputcharge = 0;
2526                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2527                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2528                         cb->inputcharge = 0;
2529                 }
2530                 aio_free_entry(cb);
2531                 AIO_UNLOCK(ki);
2532                 ops->store_aiocb(aiocbp, uuaiocb);
2533                 ops->store_error(uuaiocb, error);
2534                 ops->store_status(uuaiocb, status);
2535         } else
2536                 AIO_UNLOCK(ki);
2537
2538         return (error);
2539 }
2540
2541 int
2542 sys_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2543 {
2544         struct timespec ts, *tsp;
2545         int error;
2546
2547         if (uap->timeout) {
2548                 /* Get timespec struct. */
2549                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2550                 if (error)
2551                         return (error);
2552                 tsp = &ts;
2553         } else
2554                 tsp = NULL;
2555
2556         return (kern_aio_waitcomplete(td, uap->aiocbp, tsp, &aiocb_ops));
2557 }
2558
2559 static int
2560 kern_aio_fsync(struct thread *td, int op, struct aiocb *aiocbp,
2561     struct aiocb_ops *ops)
2562 {
2563         struct proc *p = td->td_proc;
2564         struct kaioinfo *ki;
2565
2566         if (op != O_SYNC) /* XXX lack of O_DSYNC */
2567                 return (EINVAL);
2568         ki = p->p_aioinfo;
2569         if (ki == NULL)
2570                 aio_init_aioinfo(p);
2571         return (aio_aqueue(td, aiocbp, NULL, LIO_SYNC, ops));
2572 }
2573
2574 int
2575 sys_aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2576 {
2577
2578         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2579 }
2580
2581 /* kqueue attach function */
2582 static int
2583 filt_aioattach(struct knote *kn)
2584 {
2585         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2586
2587         /*
2588          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2589          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2590          * set EV_FLAG1.
2591          */
2592         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2593                 return (EPERM);
2594         kn->kn_ptr.p_aio = aiocbe;
2595         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2596
2597         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2598
2599         return (0);
2600 }
2601
2602 /* kqueue detach function */
2603 static void
2604 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2605 {
2606         struct knlist *knl;
2607
2608         knl = &kn->kn_ptr.p_aio->klist;
2609         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2610         if (!knlist_empty(knl))
2611                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2612         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2613 }
2614
2615 /* kqueue filter function */
2616 /*ARGSUSED*/
2617 static int
2618 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2619 {
2620         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2621
2622         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2623         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2624                 return (0);
2625         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2626         return (1);
2627 }
2628
2629 /* kqueue attach function */
2630 static int
2631 filt_lioattach(struct knote *kn)
2632 {
2633         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2634
2635         /*
2636          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2637          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2638          * set EV_FLAG1.
2639          */
2640         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2641                 return (EPERM);
2642         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2643         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2644
2645         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2646
2647         return (0);
2648 }
2649
2650 /* kqueue detach function */
2651 static void
2652 filt_liodetach(struct knote *kn)
2653 {
2654         struct knlist *knl;
2655
2656         knl = &kn->kn_ptr.p_lio->klist;
2657         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2658         if (!knlist_empty(knl))
2659                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2660         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2661 }
2662
2663 /* kqueue filter function */
2664 /*ARGSUSED*/
2665 static int
2666 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2667 {
2668         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2669
2670         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2671 }
2672
2673 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2674
2675 struct __aiocb_private32 {
2676         int32_t status;
2677         int32_t error;
2678         uint32_t kernelinfo;
2679 };
2680
2681 typedef struct oaiocb32 {
2682         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
2683         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2684         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2685         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2686         struct  osigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2687         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2688         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2689         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2690 } oaiocb32_t;
2691
2692 typedef struct aiocb32 {
2693         int32_t aio_fildes;             /* File descriptor */
2694         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2695         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2696         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2697         int     __spare__[2];
2698         uint32_t __spare2__;
2699         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2700         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2701         struct __aiocb_private32 _aiocb_private;
2702         struct sigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2703 } aiocb32_t;
2704
2705 static int
2706 convert_old_sigevent32(struct osigevent32 *osig, struct sigevent *nsig)
2707 {
2708
2709         /*
2710          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
2711          * supported by AIO with the old sigevent structure.
2712          */
2713         CP(*osig, *nsig, sigev_notify);
2714         switch (nsig->sigev_notify) {
2715         case SIGEV_NONE:
2716                 break;
2717         case SIGEV_SIGNAL:
2718                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
2719                 break;
2720         case SIGEV_KEVENT:
2721                 nsig->sigev_notify_kqueue =
2722                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
2723                 PTRIN_CP(*osig, *nsig, sigev_value.sival_ptr);
2724                 break;
2725         default:
2726                 return (EINVAL);
2727         }
2728         return (0);
2729 }
2730
2731 static int
2732 aiocb32_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2733 {
2734         struct oaiocb32 job32;
2735         int error;
2736
2737         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
2738         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2739         if (error)
2740                 return (error);
2741
2742         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2743         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2744         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2745         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2746         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2747         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2748         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2749         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2750         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2751         return (convert_old_sigevent32(&job32.aio_sigevent,
2752             &kjob->aio_sigevent));
2753 }
2754
2755 static int
2756 aiocb32_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2757 {
2758         struct aiocb32 job32;
2759         int error;
2760
2761         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2762         if (error)
2763                 return (error);
2764         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2765         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2766         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2767         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2768         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2769         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2770         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2771         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2772         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2773         return (convert_sigevent32(&job32.aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
2774 }
2775
2776 static long
2777 aiocb32_fetch_status(struct aiocb *ujob)
2778 {
2779         struct aiocb32 *ujob32;
2780
2781         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2782         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.status));
2783 }
2784
2785 static long
2786 aiocb32_fetch_error(struct aiocb *ujob)
2787 {
2788         struct aiocb32 *ujob32;
2789
2790         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2791         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.error));
2792 }
2793
2794 static int
2795 aiocb32_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
2796 {
2797         struct aiocb32 *ujob32;
2798
2799         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2800         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.status, status));
2801 }
2802
2803 static int
2804 aiocb32_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
2805 {
2806         struct aiocb32 *ujob32;
2807
2808         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2809         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.error, error));
2810 }
2811
2812 static int
2813 aiocb32_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
2814 {
2815         struct aiocb32 *ujob32;
2816
2817         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2818         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
2819 }
2820
2821 static int
2822 aiocb32_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
2823 {
2824
2825         return (suword32(ujobp, (long)ujob));
2826 }
2827
2828 static struct aiocb_ops aiocb32_ops = {
2829         .copyin = aiocb32_copyin,
2830         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2831         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2832         .store_status = aiocb32_store_status,
2833         .store_error = aiocb32_store_error,
2834         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2835         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2836 };
2837
2838 static struct aiocb_ops aiocb32_ops_osigevent = {
2839         .copyin = aiocb32_copyin_old_sigevent,
2840         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2841         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2842         .store_status = aiocb32_store_status,
2843         .store_error = aiocb32_store_error,
2844         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2845         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2846 };
2847
2848 int
2849 freebsd32_aio_return(struct thread *td, struct freebsd32_aio_return_args *uap)
2850 {
2851
2852         return (kern_aio_return(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2853 }
2854
2855 int
2856 freebsd32_aio_suspend(struct thread *td, struct freebsd32_aio_suspend_args *uap)
2857 {
2858         struct timespec32 ts32;
2859         struct timespec ts, *tsp;
2860         struct aiocb **ujoblist;
2861         uint32_t *ujoblist32;
2862         int error, i;
2863
2864         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
2865                 return (EINVAL);
2866
2867         if (uap->timeout) {
2868                 /* Get timespec struct. */
2869                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32))) != 0)
2870                         return (error);
2871                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2872                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2873                 tsp = &ts;
2874         } else
2875                 tsp = NULL;
2876
2877         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
2878         ujoblist32 = (uint32_t *)ujoblist;
2879         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist32, uap->nent *
2880             sizeof(ujoblist32[0]));
2881         if (error == 0) {
2882                 for (i = uap->nent; i > 0; i--)
2883                         ujoblist[i] = PTRIN(ujoblist32[i]);
2884
2885                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2886         }
2887         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
2888         return (error);
2889 }
2890
2891 int
2892 freebsd32_aio_cancel(struct thread *td, struct freebsd32_aio_cancel_args *uap)
2893 {
2894
2895         return (sys_aio_cancel(td, (struct aio_cancel_args *)uap));
2896 }
2897
2898 int
2899 freebsd32_aio_error(struct thread *td, struct freebsd32_aio_error_args *uap)
2900 {
2901
2902         return (kern_aio_error(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2903 }
2904
2905 int
2906 freebsd32_oaio_read(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_read_args *uap)
2907 {
2908
2909         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2910             &aiocb32_ops_osigevent));
2911 }
2912
2913 int
2914 freebsd32_aio_read(struct thread *td, struct freebsd32_aio_read_args *uap)
2915 {
2916
2917         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2918             &aiocb32_ops));
2919 }
2920
2921 int
2922 freebsd32_oaio_write(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_write_args *uap)
2923 {
2924
2925         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2926             &aiocb32_ops_osigevent));
2927 }
2928
2929 int
2930 freebsd32_aio_write(struct thread *td, struct freebsd32_aio_write_args *uap)
2931 {
2932
2933         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2934             &aiocb32_ops));
2935 }
2936
2937 int
2938 freebsd32_aio_mlock(struct thread *td, struct freebsd32_aio_mlock_args *uap)
2939 {
2940
2941         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK,
2942             &aiocb32_ops));
2943 }
2944
2945 int
2946 freebsd32_aio_waitcomplete(struct thread *td,
2947     struct freebsd32_aio_waitcomplete_args *uap)
2948 {
2949         struct timespec32 ts32;
2950         struct timespec ts, *tsp;
2951         int error;
2952
2953         if (uap->timeout) {
2954                 /* Get timespec struct. */
2955                 error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32));
2956                 if (error)
2957                         return (error);
2958                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2959                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2960                 tsp = &ts;
2961         } else
2962                 tsp = NULL;
2963
2964         return (kern_aio_waitcomplete(td, (struct aiocb **)uap->aiocbp, tsp,
2965             &aiocb32_ops));
2966 }
2967
2968 int
2969 freebsd32_aio_fsync(struct thread *td, struct freebsd32_aio_fsync_args *uap)
2970 {
2971
2972         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, (struct aiocb *)uap->aiocbp,
2973             &aiocb32_ops));
2974 }
2975
2976 int
2977 freebsd32_olio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_olio_listio_args *uap)
2978 {
2979         struct aiocb **acb_list;
2980         struct sigevent *sigp, sig;
2981         struct osigevent32 osig;
2982         uint32_t *acb_list32;
2983         int error, i, nent;
2984
2985         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2986                 return (EINVAL);
2987
2988         nent = uap->nent;
2989         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2990                 return (EINVAL);
2991
2992         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2993                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2994                 if (error)
2995                         return (error);
2996                 error = convert_old_sigevent32(&osig, &sig);
2997                 if (error)
2998                         return (error);
2999                 sigp = &sig;
3000         } else
3001                 sigp = NULL;
3002
3003         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3004         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3005         if (error) {
3006                 free(acb_list32, M_LIO);
3007                 return (error);
3008         }
3009         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3010         for (i = 0; i < nent; i++)
3011                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3012         free(acb_list32, M_LIO);
3013
3014         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3015             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3016             &aiocb32_ops_osigevent);
3017         free(acb_list, M_LIO);
3018         return (error);
3019 }
3020
3021 int
3022 freebsd32_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_lio_listio_args *uap)
3023 {
3024         struct aiocb **acb_list;
3025         struct sigevent *sigp, sig;
3026         struct sigevent32 sig32;
3027         uint32_t *acb_list32;
3028         int error, i, nent;
3029
3030         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
3031                 return (EINVAL);
3032
3033         nent = uap->nent;
3034         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
3035                 return (EINVAL);
3036
3037         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
3038                 error = copyin(uap->sig, &sig32, sizeof(sig32));
3039                 if (error)
3040                         return (error);
3041                 error = convert_sigevent32(&sig32, &sig);
3042                 if (error)
3043                         return (error);
3044                 sigp = &sig;
3045         } else
3046                 sigp = NULL;
3047
3048         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3049         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3050         if (error) {
3051                 free(acb_list32, M_LIO);
3052                 return (error);
3053         }
3054         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3055         for (i = 0; i < nent; i++)
3056                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3057         free(acb_list32, M_LIO);
3058
3059         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3060             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3061             &aiocb32_ops);
3062         free(acb_list, M_LIO);
3063         return (error);
3064 }
3065
3066 #endif