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