]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_aio.c
contrib/spleen: update to Spleen 2.0.0
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_aio.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
12  *    derived from this software without specific prior written permission.
13  *
14  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
15  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
16  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
17  */
18
19 /*
20  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
21  */
22
23 #include <sys/cdefs.h>
24 __FBSDID("$FreeBSD$");
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/capsicum.h>
32 #include <sys/eventhandler.h>
33 #include <sys/sysproto.h>
34 #include <sys/filedesc.h>
35 #include <sys/kernel.h>
36 #include <sys/module.h>
37 #include <sys/kthread.h>
38 #include <sys/fcntl.h>
39 #include <sys/file.h>
40 #include <sys/limits.h>
41 #include <sys/lock.h>
42 #include <sys/mutex.h>
43 #include <sys/unistd.h>
44 #include <sys/posix4.h>
45 #include <sys/proc.h>
46 #include <sys/resourcevar.h>
47 #include <sys/signalvar.h>
48 #include <sys/syscallsubr.h>
49 #include <sys/protosw.h>
50 #include <sys/rwlock.h>
51 #include <sys/sema.h>
52 #include <sys/socket.h>
53 #include <sys/socketvar.h>
54 #include <sys/syscall.h>
55 #include <sys/sysctl.h>
56 #include <sys/syslog.h>
57 #include <sys/sx.h>
58 #include <sys/taskqueue.h>
59 #include <sys/vnode.h>
60 #include <sys/conf.h>
61 #include <sys/event.h>
62 #include <sys/mount.h>
63 #include <geom/geom.h>
64
65 #include <machine/atomic.h>
66
67 #include <vm/vm.h>
68 #include <vm/vm_page.h>
69 #include <vm/vm_extern.h>
70 #include <vm/pmap.h>
71 #include <vm/vm_map.h>
72 #include <vm/vm_object.h>
73 #include <vm/uma.h>
74 #include <sys/aio.h>
75
76 /*
77  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
78  * overflow. (XXX will be removed soon.)
79  */
80 static u_long jobrefid;
81
82 /*
83  * Counter for aio_fsync.
84  */
85 static uint64_t jobseqno;
86
87 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
88 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
89 #endif
90
91 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
92 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256
93 #endif
94
95 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
96 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC */
97 #endif
98
99 #ifndef MAX_BUF_AIO
100 #define MAX_BUF_AIO             16
101 #endif
102
103 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
104 SYSCTL_DECL(_p1003_1b);
105
106 static MALLOC_DEFINE(M_LIO, "lio", "listio aio control block list");
107 static MALLOC_DEFINE(M_AIO, "aio", "structures for asynchronous I/O");
108
109 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
110     "Async IO management");
111
112 static int enable_aio_unsafe = 0;
113 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, enable_unsafe, CTLFLAG_RW, &enable_aio_unsafe, 0,
114     "Permit asynchronous IO on all file types, not just known-safe types");
115
116 static unsigned int unsafe_warningcnt = 1;
117 SYSCTL_UINT(_vfs_aio, OID_AUTO, unsafe_warningcnt, CTLFLAG_RW,
118     &unsafe_warningcnt, 0,
119     "Warnings that will be triggered upon failed IO requests on unsafe files");
120
121 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
122 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs, CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
123     "Maximum number of kernel processes to use for handling async IO ");
124
125 static int num_aio_procs = 0;
126 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs, CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
127     "Number of presently active kernel processes for async IO");
128
129 /*
130  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
131  * number when it gets a chance.
132  */
133 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
134 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
135     0,
136     "Preferred number of ready kernel processes for async IO");
137
138 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
139 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
140     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
141
142 static int num_queue_count = 0;
143 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
144     "Number of queued aio requests");
145
146 static int num_buf_aio = 0;
147 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
148     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
149
150 static int num_unmapped_aio = 0;
151 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_unmapped_aio, CTLFLAG_RD, &num_unmapped_aio,
152     0,
153     "Number of aio requests presently handled by unmapped I/O buffers");
154
155 /* Number of async I/O processes in the process of being started */
156 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
157 static int num_aio_resv_start = 0;
158
159 static int aiod_lifetime;
160 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
161     "Maximum lifetime for idle aiod");
162
163 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
164 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
165     0,
166     "Maximum active aio requests per process");
167
168 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
169 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
170     &max_aio_queue_per_proc, 0,
171     "Maximum queued aio requests per process");
172
173 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
174 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
175     "Maximum buf aio requests per process");
176
177 /* 
178  * Though redundant with vfs.aio.max_aio_queue_per_proc, POSIX requires
179  * sysconf(3) to support AIO_LISTIO_MAX, and we implement that with
180  * vfs.aio.aio_listio_max.
181  */
182 SYSCTL_INT(_p1003_1b, CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, aio_listio_max,
183     CTLFLAG_RD | CTLFLAG_CAPRD, &max_aio_queue_per_proc,
184     0, "Maximum aio requests for a single lio_listio call");
185
186 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
187 typedef struct oaiocb {
188         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
189         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
190         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
191         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
192         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
193         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
194         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
195         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
196 } oaiocb_t;
197 #endif
198
199 /*
200  * Below is a key of locks used to protect each member of struct kaiocb
201  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
202  *
203  * * - need not protected
204  * a - locked by kaioinfo lock
205  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
206  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
207  *     reused.
208  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
209  */
210
211 /*
212  * If the routine that services an AIO request blocks while running in an
213  * AIO kernel process it can starve other I/O requests.  BIO requests
214  * queued via aio_qbio() complete asynchronously and do not use AIO kernel
215  * processes at all.  Socket I/O requests use a separate pool of
216  * kprocs and also force non-blocking I/O.  Other file I/O requests
217  * use the generic fo_read/fo_write operations which can block.  The
218  * fsync and mlock operations can also block while executing.  Ideally
219  * none of these requests would block while executing.
220  *
221  * Note that the service routines cannot toggle O_NONBLOCK in the file
222  * structure directly while handling a request due to races with
223  * userland threads.
224  */
225
226 /* jobflags */
227 #define KAIOCB_QUEUEING         0x01
228 #define KAIOCB_CANCELLED        0x02
229 #define KAIOCB_CANCELLING       0x04
230 #define KAIOCB_CHECKSYNC        0x08
231 #define KAIOCB_CLEARED          0x10
232 #define KAIOCB_FINISHED         0x20
233
234 /*
235  * AIO process info
236  */
237 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
238
239 struct aioproc {
240         int     aioprocflags;                   /* (c) AIO proc flags */
241         TAILQ_ENTRY(aioproc) list;              /* (c) list of processes */
242         struct  proc *aioproc;                  /* (*) the AIO proc */
243 };
244
245 /*
246  * data-structure for lio signal management
247  */
248 struct aioliojob {
249         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
250         int     lioj_count;                     /* (a) count of jobs */
251         int     lioj_finished_count;            /* (a) count of finished jobs */
252         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
253         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
254         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
255         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
256 };
257
258 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
259 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
260 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
261
262 /*
263  * per process aio data structure
264  */
265 struct kaioinfo {
266         struct  mtx kaio_mtx;           /* the lock to protect this struct */
267         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
268         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
269         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
270         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of bio buffers */
271         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_all;   /* (a) all AIOs in a process */
272         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_done;  /* (a) done queue for process */
273         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
274         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_jobqueue;      /* (a) job queue for process */
275         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_syncqueue;     /* (a) queue for aio_fsync */
276         TAILQ_HEAD(,kaiocb) kaio_syncready;  /* (a) second q for aio_fsync */
277         struct  task kaio_task;         /* (*) task to kick aio processes */
278         struct  task kaio_sync_task;    /* (*) task to schedule fsync jobs */
279 };
280
281 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
282 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
283 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
284 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
285
286 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
287 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when AIO completes */
288
289 /*
290  * Operations used to interact with userland aio control blocks.
291  * Different ABIs provide their own operations.
292  */
293 struct aiocb_ops {
294         int     (*aio_copyin)(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob, int ty);
295         long    (*fetch_status)(struct aiocb *ujob);
296         long    (*fetch_error)(struct aiocb *ujob);
297         int     (*store_status)(struct aiocb *ujob, long status);
298         int     (*store_error)(struct aiocb *ujob, long error);
299         int     (*store_kernelinfo)(struct aiocb *ujob, long jobref);
300         int     (*store_aiocb)(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob);
301 };
302
303 static TAILQ_HEAD(,aioproc) aio_freeproc;               /* (c) Idle daemons */
304 static struct sema aio_newproc_sem;
305 static struct mtx aio_job_mtx;
306 static TAILQ_HEAD(,kaiocb) aio_jobs;                    /* (c) Async job list */
307 static struct unrhdr *aiod_unr;
308
309 static void     aio_biocleanup(struct bio *bp);
310 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
311 static int      aio_onceonly(void);
312 static int      aio_free_entry(struct kaiocb *job);
313 static void     aio_process_rw(struct kaiocb *job);
314 static void     aio_process_sync(struct kaiocb *job);
315 static void     aio_process_mlock(struct kaiocb *job);
316 static void     aio_schedule_fsync(void *context, int pending);
317 static int      aio_newproc(int *);
318 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *ujob,
319                     struct aioliojob *lio, int type, struct aiocb_ops *ops);
320 static int      aio_queue_file(struct file *fp, struct kaiocb *job);
321 static void     aio_biowakeup(struct bio *bp);
322 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
323 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p,
324                     struct image_params *imgp);
325 static int      aio_qbio(struct proc *p, struct kaiocb *job);
326 static void     aio_daemon(void *param);
327 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct kaiocb *job);
328 static bool     aio_clear_cancel_function_locked(struct kaiocb *job);
329 static int      aio_kick(struct proc *userp);
330 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
331 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
332 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
333 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
334 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
335 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
336 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
337 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
338
339 /*
340  * Zones for:
341  *      kaio    Per process async io info
342  *      aiocb   async io jobs
343  *      aiolio  list io jobs
344  */
345 static uma_zone_t kaio_zone, aiocb_zone, aiolio_zone;
346
347 /* kqueue filters for aio */
348 static struct filterops aio_filtops = {
349         .f_isfd = 0,
350         .f_attach = filt_aioattach,
351         .f_detach = filt_aiodetach,
352         .f_event = filt_aio,
353 };
354 static struct filterops lio_filtops = {
355         .f_isfd = 0,
356         .f_attach = filt_lioattach,
357         .f_detach = filt_liodetach,
358         .f_event = filt_lio
359 };
360
361 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
362
363 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_kick);
364
365 /*
366  * Main operations function for use as a kernel module.
367  */
368 static int
369 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
370 {
371         int error = 0;
372
373         switch (cmd) {
374         case MOD_LOAD:
375                 aio_onceonly();
376                 break;
377         case MOD_SHUTDOWN:
378                 break;
379         default:
380                 error = EOPNOTSUPP;
381                 break;
382         }
383         return (error);
384 }
385
386 static moduledata_t aio_mod = {
387         "aio",
388         &aio_modload,
389         NULL
390 };
391
392 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod, SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
393 MODULE_VERSION(aio, 1);
394
395 /*
396  * Startup initialization
397  */
398 static int
399 aio_onceonly(void)
400 {
401
402         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
403             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
404         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec,
405             NULL, EVENTHANDLER_PRI_ANY);
406         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
407         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
408         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
409         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
410         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
411         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
412         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
413         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
414             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
415         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct kaiocb), NULL, NULL,
416             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
417         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
418             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
419         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
420         jobrefid = 1;
421         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_ASYNCHRONOUS_IO, _POSIX_ASYNCHRONOUS_IO);
422         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
423         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
424
425         return (0);
426 }
427
428 /*
429  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
430  * per-process for user limit (resource) management.
431  */
432 void
433 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
434 {
435         struct kaioinfo *ki;
436
437         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
438         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF | MTX_NEW);
439         ki->kaio_flags = 0;
440         ki->kaio_active_count = 0;
441         ki->kaio_count = 0;
442         ki->kaio_buffer_count = 0;
443         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
444         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
445         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
446         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
447         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
448         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncready);
449         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
450         TASK_INIT(&ki->kaio_sync_task, 0, aio_schedule_fsync, ki);
451         PROC_LOCK(p);
452         if (p->p_aioinfo == NULL) {
453                 p->p_aioinfo = ki;
454                 PROC_UNLOCK(p);
455         } else {
456                 PROC_UNLOCK(p);
457                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
458                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
459         }
460
461         while (num_aio_procs < MIN(target_aio_procs, max_aio_procs))
462                 aio_newproc(NULL);
463 }
464
465 static int
466 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi, bool ext)
467 {
468         struct thread *td;
469         int error;
470
471         error = sigev_findtd(p, sigev, &td);
472         if (error)
473                 return (error);
474         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
475                 ksiginfo_set_sigev(ksi, sigev);
476                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
477                 ksi->ksi_flags |= ext ? (KSI_EXT | KSI_INS) : 0;
478                 tdsendsignal(p, td, ksi->ksi_signo, ksi);
479         }
480         PROC_UNLOCK(p);
481         return (error);
482 }
483
484 /*
485  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
486  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
487  * restart the queue scan.
488  */
489 static int
490 aio_free_entry(struct kaiocb *job)
491 {
492         struct kaioinfo *ki;
493         struct aioliojob *lj;
494         struct proc *p;
495
496         p = job->userproc;
497         MPASS(curproc == p);
498         ki = p->p_aioinfo;
499         MPASS(ki != NULL);
500
501         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
502         MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
503
504         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
505
506         ki->kaio_count--;
507         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
508
509         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, job, plist);
510         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, job, allist);
511
512         lj = job->lio;
513         if (lj) {
514                 lj->lioj_count--;
515                 lj->lioj_finished_count--;
516
517                 if (lj->lioj_count == 0) {
518                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
519                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
520                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
521                         PROC_LOCK(p);
522                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
523                         PROC_UNLOCK(p);
524                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
525                 }
526         }
527
528         /* job is going away, we need to destroy any knotes */
529         knlist_delete(&job->klist, curthread, 1);
530         PROC_LOCK(p);
531         sigqueue_take(&job->ksi);
532         PROC_UNLOCK(p);
533
534         AIO_UNLOCK(ki);
535
536         /*
537          * The thread argument here is used to find the owning process
538          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
539          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
540          * need a thread pointer from the process owning the job that is
541          * persistent and won't disappear out from under us or move to
542          * another process.
543          *
544          * Currently, all the callers of this function call it to remove
545          * a kaiocb from the current process' job list either via a
546          * syscall or due to the current process calling exit() or
547          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
548          * curthread can't exit since we are curthread.
549          *
550          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
551          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
552          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
553          * at open time, but this is already true of file descriptors in
554          * a multithreaded process.
555          */
556         if (job->fd_file)
557                 fdrop(job->fd_file, curthread);
558         crfree(job->cred);
559         if (job->uiop != &job->uio)
560                 free(job->uiop, M_IOV);
561         uma_zfree(aiocb_zone, job);
562         AIO_LOCK(ki);
563
564         return (0);
565 }
566
567 static void
568 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p,
569     struct image_params *imgp __unused)
570 {
571         aio_proc_rundown(arg, p);
572 }
573
574 static int
575 aio_cancel_job(struct proc *p, struct kaioinfo *ki, struct kaiocb *job)
576 {
577         aio_cancel_fn_t *func;
578         int cancelled;
579
580         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
581         if (job->jobflags & (KAIOCB_CANCELLED | KAIOCB_FINISHED))
582                 return (0);
583         MPASS((job->jobflags & KAIOCB_CANCELLING) == 0);
584         job->jobflags |= KAIOCB_CANCELLED;
585
586         func = job->cancel_fn;
587
588         /*
589          * If there is no cancel routine, just leave the job marked as
590          * cancelled.  The job should be in active use by a caller who
591          * should complete it normally or when it fails to install a
592          * cancel routine.
593          */
594         if (func == NULL)
595                 return (0);
596
597         /*
598          * Set the CANCELLING flag so that aio_complete() will defer
599          * completions of this job.  This prevents the job from being
600          * freed out from under the cancel callback.  After the
601          * callback any deferred completion (whether from the callback
602          * or any other source) will be completed.
603          */
604         job->jobflags |= KAIOCB_CANCELLING;
605         AIO_UNLOCK(ki);
606         func(job);
607         AIO_LOCK(ki);
608         job->jobflags &= ~KAIOCB_CANCELLING;
609         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED) {
610                 cancelled = job->uaiocb._aiocb_private.error == ECANCELED;
611                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, job, plist);
612                 aio_bio_done_notify(p, job);
613         } else {
614                 /*
615                  * The cancel callback might have scheduled an
616                  * operation to cancel this request, but it is
617                  * only counted as cancelled if the request is
618                  * cancelled when the callback returns.
619                  */
620                 cancelled = 0;
621         }
622         return (cancelled);
623 }
624
625 /*
626  * Rundown the jobs for a given process.
627  */
628 static void
629 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
630 {
631         struct kaioinfo *ki;
632         struct aioliojob *lj;
633         struct kaiocb *job, *jobn;
634
635         KASSERT(curthread->td_proc == p,
636             ("%s: called on non-curproc", __func__));
637         ki = p->p_aioinfo;
638         if (ki == NULL)
639                 return;
640
641         AIO_LOCK(ki);
642         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
643
644 restart:
645
646         /*
647          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
648          * aio_cancel on all pending I/O requests.
649          */
650         TAILQ_FOREACH_SAFE(job, &ki->kaio_jobqueue, plist, jobn) {
651                 aio_cancel_job(p, ki, job);
652         }
653
654         /* Wait for all running I/O to be finished */
655         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue) || ki->kaio_active_count != 0) {
656                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
657                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
658                 goto restart;
659         }
660
661         /* Free all completed I/O requests. */
662         while ((job = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
663                 aio_free_entry(job);
664
665         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
666                 if (lj->lioj_count == 0) {
667                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
668                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
669                         PROC_LOCK(p);
670                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
671                         PROC_UNLOCK(p);
672                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
673                 } else {
674                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
675                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
676                 }
677         }
678         AIO_UNLOCK(ki);
679         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_kick, &ki->kaio_task);
680         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_kick, &ki->kaio_sync_task);
681         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
682         uma_zfree(kaio_zone, ki);
683         p->p_aioinfo = NULL;
684 }
685
686 /*
687  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
688  */
689 static struct kaiocb *
690 aio_selectjob(struct aioproc *aiop)
691 {
692         struct kaiocb *job;
693         struct kaioinfo *ki;
694         struct proc *userp;
695
696         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
697 restart:
698         TAILQ_FOREACH(job, &aio_jobs, list) {
699                 userp = job->userproc;
700                 ki = userp->p_aioinfo;
701
702                 if (ki->kaio_active_count < max_aio_per_proc) {
703                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, job, list);
704                         if (!aio_clear_cancel_function(job))
705                                 goto restart;
706
707                         /* Account for currently active jobs. */
708                         ki->kaio_active_count++;
709                         break;
710                 }
711         }
712         return (job);
713 }
714
715 /*
716  * Move all data to a permanent storage device.  This code
717  * simulates the fsync and fdatasync syscalls.
718  */
719 static int
720 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp, int op)
721 {
722         struct mount *mp;
723         vm_object_t obj;
724         int error;
725
726         for (;;) {
727                 error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | V_PCATCH);
728                 if (error != 0)
729                         break;
730                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
731                 obj = vp->v_object;
732                 if (obj != NULL) {
733                         VM_OBJECT_WLOCK(obj);
734                         vm_object_page_clean(obj, 0, 0, 0);
735                         VM_OBJECT_WUNLOCK(obj);
736                 }
737                 if (op == LIO_DSYNC)
738                         error = VOP_FDATASYNC(vp, td);
739                 else
740                         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
741
742                 VOP_UNLOCK(vp);
743                 vn_finished_write(mp);
744                 if (error != ERELOOKUP)
745                         break;
746         }
747         return (error);
748 }
749
750 /*
751  * The AIO processing activity for LIO_READ/LIO_WRITE.  This is the code that
752  * does the I/O request for the non-bio version of the operations.  The normal
753  * vn operations are used, and this code should work in all instances for every
754  * type of file, including pipes, sockets, fifos, and regular files.
755  *
756  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
757  */
758 static void
759 aio_process_rw(struct kaiocb *job)
760 {
761         struct ucred *td_savedcred;
762         struct thread *td;
763         struct file *fp;
764         ssize_t cnt;
765         long msgsnd_st, msgsnd_end;
766         long msgrcv_st, msgrcv_end;
767         long oublock_st, oublock_end;
768         long inblock_st, inblock_end;
769         int error, opcode;
770
771         KASSERT(job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ ||
772             job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READV ||
773             job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE ||
774             job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITEV,
775             ("%s: opcode %d", __func__, job->uaiocb.aio_lio_opcode));
776
777         aio_switch_vmspace(job);
778         td = curthread;
779         td_savedcred = td->td_ucred;
780         td->td_ucred = job->cred;
781         job->uiop->uio_td = td;
782         fp = job->fd_file;
783
784         opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode;
785         cnt = job->uiop->uio_resid;
786
787         msgrcv_st = td->td_ru.ru_msgrcv;
788         msgsnd_st = td->td_ru.ru_msgsnd;
789         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
790         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
791
792         /*
793          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
794          * released in aio_free_entry().
795          */
796         if (opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV) {
797                 if (job->uiop->uio_resid == 0)
798                         error = 0;
799                 else
800                         error = fo_read(fp, job->uiop, fp->f_cred, FOF_OFFSET,
801                             td);
802         } else {
803                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
804                         bwillwrite();
805                 error = fo_write(fp, job->uiop, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
806         }
807         msgrcv_end = td->td_ru.ru_msgrcv;
808         msgsnd_end = td->td_ru.ru_msgsnd;
809         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
810         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
811
812         job->msgrcv = msgrcv_end - msgrcv_st;
813         job->msgsnd = msgsnd_end - msgsnd_st;
814         job->inblock = inblock_end - inblock_st;
815         job->outblock = oublock_end - oublock_st;
816
817         if (error != 0 && job->uiop->uio_resid != cnt) {
818                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
819                         error = 0;
820                 if (error == EPIPE && (opcode & LIO_WRITE)) {
821                         PROC_LOCK(job->userproc);
822                         kern_psignal(job->userproc, SIGPIPE);
823                         PROC_UNLOCK(job->userproc);
824                 }
825         }
826
827         cnt -= job->uiop->uio_resid;
828         td->td_ucred = td_savedcred;
829         if (error)
830                 aio_complete(job, -1, error);
831         else
832                 aio_complete(job, cnt, 0);
833 }
834
835 static void
836 aio_process_sync(struct kaiocb *job)
837 {
838         struct thread *td = curthread;
839         struct ucred *td_savedcred = td->td_ucred;
840         struct file *fp = job->fd_file;
841         int error = 0;
842
843         KASSERT(job->uaiocb.aio_lio_opcode & LIO_SYNC,
844             ("%s: opcode %d", __func__, job->uaiocb.aio_lio_opcode));
845
846         td->td_ucred = job->cred;
847         if (fp->f_vnode != NULL) {
848                 error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode,
849                     job->uaiocb.aio_lio_opcode);
850         }
851         td->td_ucred = td_savedcred;
852         if (error)
853                 aio_complete(job, -1, error);
854         else
855                 aio_complete(job, 0, 0);
856 }
857
858 static void
859 aio_process_mlock(struct kaiocb *job)
860 {
861         struct aiocb *cb = &job->uaiocb;
862         int error;
863
864         KASSERT(job->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_MLOCK,
865             ("%s: opcode %d", __func__, job->uaiocb.aio_lio_opcode));
866
867         aio_switch_vmspace(job);
868         error = kern_mlock(job->userproc, job->cred,
869             __DEVOLATILE(uintptr_t, cb->aio_buf), cb->aio_nbytes);
870         aio_complete(job, error != 0 ? -1 : 0, error);
871 }
872
873 static void
874 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct kaiocb *job)
875 {
876         struct aioliojob *lj;
877         struct kaioinfo *ki;
878         struct kaiocb *sjob, *sjobn;
879         int lj_done;
880         bool schedule_fsync;
881
882         ki = userp->p_aioinfo;
883         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
884         lj = job->lio;
885         lj_done = 0;
886         if (lj) {
887                 lj->lioj_finished_count++;
888                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
889                         lj_done = 1;
890         }
891         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, job, plist);
892         MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
893
894         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
895                 goto notification_done;
896
897         if (job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
898             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
899                 aio_sendsig(userp, &job->uaiocb.aio_sigevent, &job->ksi, true);
900
901         KNOTE_LOCKED(&job->klist, 1);
902
903         if (lj_done) {
904                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
905                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
906                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
907                 }
908                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL | LIOJ_SIGNAL_POSTED))
909                     == LIOJ_SIGNAL &&
910                     (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
911                     lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
912                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi,
913                             true);
914                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
915                 }
916         }
917
918 notification_done:
919         if (job->jobflags & KAIOCB_CHECKSYNC) {
920                 schedule_fsync = false;
921                 TAILQ_FOREACH_SAFE(sjob, &ki->kaio_syncqueue, list, sjobn) {
922                         if (job->fd_file != sjob->fd_file ||
923                             job->seqno >= sjob->seqno)
924                                 continue;
925                         if (--sjob->pending > 0)
926                                 continue;
927                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, sjob, list);
928                         if (!aio_clear_cancel_function_locked(sjob))
929                                 continue;
930                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncready, sjob, list);
931                         schedule_fsync = true;
932                 }
933                 if (schedule_fsync)
934                         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_kick,
935                             &ki->kaio_sync_task);
936         }
937         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
938                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
939                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
940         }
941 }
942
943 static void
944 aio_schedule_fsync(void *context, int pending)
945 {
946         struct kaioinfo *ki;
947         struct kaiocb *job;
948
949         ki = context;
950         AIO_LOCK(ki);
951         while (!TAILQ_EMPTY(&ki->kaio_syncready)) {
952                 job = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_syncready);
953                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncready, job, list);
954                 AIO_UNLOCK(ki);
955                 aio_schedule(job, aio_process_sync);
956                 AIO_LOCK(ki);
957         }
958         AIO_UNLOCK(ki);
959 }
960
961 bool
962 aio_cancel_cleared(struct kaiocb *job)
963 {
964
965         /*
966          * The caller should hold the same queue lock held when
967          * aio_clear_cancel_function() was called and set this flag
968          * ensuring this check sees an up-to-date value.  However,
969          * there is no way to assert that.
970          */
971         return ((job->jobflags & KAIOCB_CLEARED) != 0);
972 }
973
974 static bool
975 aio_clear_cancel_function_locked(struct kaiocb *job)
976 {
977
978         AIO_LOCK_ASSERT(job->userproc->p_aioinfo, MA_OWNED);
979         MPASS(job->cancel_fn != NULL);
980         if (job->jobflags & KAIOCB_CANCELLING) {
981                 job->jobflags |= KAIOCB_CLEARED;
982                 return (false);
983         }
984         job->cancel_fn = NULL;
985         return (true);
986 }
987
988 bool
989 aio_clear_cancel_function(struct kaiocb *job)
990 {
991         struct kaioinfo *ki;
992         bool ret;
993
994         ki = job->userproc->p_aioinfo;
995         AIO_LOCK(ki);
996         ret = aio_clear_cancel_function_locked(job);
997         AIO_UNLOCK(ki);
998         return (ret);
999 }
1000
1001 static bool
1002 aio_set_cancel_function_locked(struct kaiocb *job, aio_cancel_fn_t *func)
1003 {
1004
1005         AIO_LOCK_ASSERT(job->userproc->p_aioinfo, MA_OWNED);
1006         if (job->jobflags & KAIOCB_CANCELLED)
1007                 return (false);
1008         job->cancel_fn = func;
1009         return (true);
1010 }
1011
1012 bool
1013 aio_set_cancel_function(struct kaiocb *job, aio_cancel_fn_t *func)
1014 {
1015         struct kaioinfo *ki;
1016         bool ret;
1017
1018         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1019         AIO_LOCK(ki);
1020         ret = aio_set_cancel_function_locked(job, func);
1021         AIO_UNLOCK(ki);
1022         return (ret);
1023 }
1024
1025 void
1026 aio_complete(struct kaiocb *job, long status, int error)
1027 {
1028         struct kaioinfo *ki;
1029         struct proc *userp;
1030
1031         job->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1032         job->uaiocb._aiocb_private.status = status;
1033
1034         userp = job->userproc;
1035         ki = userp->p_aioinfo;
1036
1037         AIO_LOCK(ki);
1038         KASSERT(!(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED),
1039             ("duplicate aio_complete"));
1040         job->jobflags |= KAIOCB_FINISHED;
1041         if ((job->jobflags & (KAIOCB_QUEUEING | KAIOCB_CANCELLING)) == 0) {
1042                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, job, plist);
1043                 aio_bio_done_notify(userp, job);
1044         }
1045         AIO_UNLOCK(ki);
1046 }
1047
1048 void
1049 aio_cancel(struct kaiocb *job)
1050 {
1051
1052         aio_complete(job, -1, ECANCELED);
1053 }
1054
1055 void
1056 aio_switch_vmspace(struct kaiocb *job)
1057 {
1058
1059         vmspace_switch_aio(job->userproc->p_vmspace);
1060 }
1061
1062 /*
1063  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process_*,
1064  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
1065  */
1066 static void
1067 aio_daemon(void *_id)
1068 {
1069         struct kaiocb *job;
1070         struct aioproc *aiop;
1071         struct kaioinfo *ki;
1072         struct proc *p;
1073         struct vmspace *myvm;
1074         struct thread *td = curthread;
1075         int id = (intptr_t)_id;
1076
1077         /*
1078          * Grab an extra reference on the daemon's vmspace so that it
1079          * doesn't get freed by jobs that switch to a different
1080          * vmspace.
1081          */
1082         p = td->td_proc;
1083         myvm = vmspace_acquire_ref(p);
1084
1085         KASSERT(p->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
1086
1087         /*
1088          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
1089          * per daemon.
1090          */
1091         aiop = malloc(sizeof(*aiop), M_AIO, M_WAITOK);
1092         aiop->aioproc = p;
1093         aiop->aioprocflags = 0;
1094
1095         /*
1096          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
1097          * and creating too many daemons.)
1098          */
1099         sema_post(&aio_newproc_sem);
1100
1101         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1102         for (;;) {
1103                 /*
1104                  * Take daemon off of free queue
1105                  */
1106                 if (aiop->aioprocflags & AIOP_FREE) {
1107                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1108                         aiop->aioprocflags &= ~AIOP_FREE;
1109                 }
1110
1111                 /*
1112                  * Check for jobs.
1113                  */
1114                 while ((job = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1115                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1116
1117                         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1118                         job->handle_fn(job);
1119
1120                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1121                         /* Decrement the active job count. */
1122                         ki->kaio_active_count--;
1123                 }
1124
1125                 /*
1126                  * Disconnect from user address space.
1127                  */
1128                 if (p->p_vmspace != myvm) {
1129                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1130                         vmspace_switch_aio(myvm);
1131                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1132                         /*
1133                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1134                          * no job can be selected.
1135                          */
1136                         continue;
1137                 }
1138
1139                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1140
1141                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1142                 aiop->aioprocflags |= AIOP_FREE;
1143
1144                 /*
1145                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1146                  * thereby freeing resources.
1147                  */
1148                 if (msleep(p, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1149                     aiod_lifetime) == EWOULDBLOCK && TAILQ_EMPTY(&aio_jobs) &&
1150                     (aiop->aioprocflags & AIOP_FREE) &&
1151                     num_aio_procs > target_aio_procs)
1152                         break;
1153         }
1154         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1155         num_aio_procs--;
1156         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1157         free(aiop, M_AIO);
1158         free_unr(aiod_unr, id);
1159         vmspace_free(myvm);
1160
1161         KASSERT(p->p_vmspace == myvm,
1162             ("AIOD: bad vmspace for exiting daemon"));
1163         KASSERT(refcount_load(&myvm->vm_refcnt) > 1,
1164             ("AIOD: bad vm refcnt for exiting daemon: %d",
1165             refcount_load(&myvm->vm_refcnt)));
1166         kproc_exit(0);
1167 }
1168
1169 /*
1170  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1171  * AIO daemon modifies its environment itself.
1172  */
1173 static int
1174 aio_newproc(int *start)
1175 {
1176         int error;
1177         struct proc *p;
1178         int id;
1179
1180         id = alloc_unr(aiod_unr);
1181         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1182                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1183         if (error == 0) {
1184                 /*
1185                  * Wait until daemon is started.
1186                  */
1187                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1188                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1189                 num_aio_procs++;
1190                 if (start != NULL)
1191                         (*start)--;
1192                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1193         } else {
1194                 free_unr(aiod_unr, id);
1195         }
1196         return (error);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Try the high-performance, low-overhead bio method for eligible
1201  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1202  * thus has very low overhead.
1203  *
1204  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1205  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1206  * duration of this call.
1207  */
1208 static int
1209 aio_qbio(struct proc *p, struct kaiocb *job)
1210 {
1211         struct aiocb *cb;
1212         struct file *fp;
1213         struct buf *pbuf;
1214         struct vnode *vp;
1215         struct cdevsw *csw;
1216         struct cdev *dev;
1217         struct kaioinfo *ki;
1218         struct bio **bios = NULL;
1219         off_t offset;
1220         int bio_cmd, error, i, iovcnt, opcode, poff, ref;
1221         vm_prot_t prot;
1222         bool use_unmapped;
1223
1224         cb = &job->uaiocb;
1225         fp = job->fd_file;
1226         opcode = cb->aio_lio_opcode;
1227
1228         if (!(opcode == LIO_WRITE || opcode == LIO_WRITEV ||
1229             opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV))
1230                 return (-1);
1231         if (fp == NULL || fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1232                 return (-1);
1233
1234         vp = fp->f_vnode;
1235         if (vp->v_type != VCHR)
1236                 return (-1);
1237         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1238                 return (-1);
1239
1240         bio_cmd = (opcode & LIO_WRITE) ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1241         iovcnt = job->uiop->uio_iovcnt;
1242         if (iovcnt > max_buf_aio)
1243                 return (-1);
1244         for (i = 0; i < iovcnt; i++) {
1245                 if (job->uiop->uio_iov[i].iov_len % vp->v_bufobj.bo_bsize != 0)
1246                         return (-1);
1247                 if (job->uiop->uio_iov[i].iov_len > maxphys) {
1248                         error = -1;
1249                         return (-1);
1250                 }
1251         }
1252         offset = cb->aio_offset;
1253
1254         ref = 0;
1255         csw = devvn_refthread(vp, &dev, &ref);
1256         if (csw == NULL)
1257                 return (ENXIO);
1258
1259         if ((csw->d_flags & D_DISK) == 0) {
1260                 error = -1;
1261                 goto unref;
1262         }
1263         if (job->uiop->uio_resid > dev->si_iosize_max) {
1264                 error = -1;
1265                 goto unref;
1266         }
1267
1268         ki = p->p_aioinfo;
1269         job->error = 0;
1270
1271         use_unmapped = (dev->si_flags & SI_UNMAPPED) && unmapped_buf_allowed;
1272         if (!use_unmapped) {
1273                 AIO_LOCK(ki);
1274                 if (ki->kaio_buffer_count + iovcnt > max_buf_aio) {
1275                         AIO_UNLOCK(ki);
1276                         error = EAGAIN;
1277                         goto unref;
1278                 }
1279                 ki->kaio_buffer_count += iovcnt;
1280                 AIO_UNLOCK(ki);
1281         }
1282
1283         bios = malloc(sizeof(struct bio *) * iovcnt, M_TEMP, M_WAITOK);
1284         refcount_init(&job->nbio, iovcnt);
1285         for (i = 0; i < iovcnt; i++) {
1286                 struct vm_page** pages;
1287                 struct bio *bp;
1288                 void *buf;
1289                 size_t nbytes;
1290                 int npages;
1291
1292                 buf = job->uiop->uio_iov[i].iov_base;
1293                 nbytes = job->uiop->uio_iov[i].iov_len;
1294
1295                 bios[i] = g_alloc_bio();
1296                 bp = bios[i];
1297
1298                 poff = (vm_offset_t)buf & PAGE_MASK;
1299                 if (use_unmapped) {
1300                         pbuf = NULL;
1301                         pages = malloc(sizeof(vm_page_t) * (atop(round_page(
1302                             nbytes)) + 1), M_TEMP, M_WAITOK | M_ZERO);
1303                 } else {
1304                         pbuf = uma_zalloc(pbuf_zone, M_WAITOK);
1305                         BUF_KERNPROC(pbuf);
1306                         pages = pbuf->b_pages;
1307                 }
1308
1309                 bp->bio_length = nbytes;
1310                 bp->bio_bcount = nbytes;
1311                 bp->bio_done = aio_biowakeup;
1312                 bp->bio_offset = offset;
1313                 bp->bio_cmd = bio_cmd;
1314                 bp->bio_dev = dev;
1315                 bp->bio_caller1 = job;
1316                 bp->bio_caller2 = pbuf;
1317
1318                 prot = VM_PROT_READ;
1319                 if (opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV)
1320                         prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
1321                 npages = vm_fault_quick_hold_pages(&curproc->p_vmspace->vm_map,
1322                     (vm_offset_t)buf, bp->bio_length, prot, pages,
1323                     atop(maxphys) + 1);
1324                 if (npages < 0) {
1325                         if (pbuf != NULL)
1326                                 uma_zfree(pbuf_zone, pbuf);
1327                         else
1328                                 free(pages, M_TEMP);
1329                         error = EFAULT;
1330                         g_destroy_bio(bp);
1331                         i--;
1332                         goto destroy_bios;
1333                 }
1334                 if (pbuf != NULL) {
1335                         pmap_qenter((vm_offset_t)pbuf->b_data, pages, npages);
1336                         bp->bio_data = pbuf->b_data + poff;
1337                         pbuf->b_npages = npages;
1338                         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1339                 } else {
1340                         bp->bio_ma = pages;
1341                         bp->bio_ma_n = npages;
1342                         bp->bio_ma_offset = poff;
1343                         bp->bio_data = unmapped_buf;
1344                         bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
1345                         atomic_add_int(&num_unmapped_aio, 1);
1346                 }
1347
1348                 offset += nbytes;
1349         }
1350
1351         /* Perform transfer. */
1352         for (i = 0; i < iovcnt; i++)
1353                 csw->d_strategy(bios[i]);
1354         free(bios, M_TEMP);
1355
1356         dev_relthread(dev, ref);
1357         return (0);
1358
1359 destroy_bios:
1360         for (; i >= 0; i--)
1361                 aio_biocleanup(bios[i]);
1362         free(bios, M_TEMP);
1363 unref:
1364         dev_relthread(dev, ref);
1365         return (error);
1366 }
1367
1368 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
1369 static int
1370 convert_old_sigevent(struct osigevent *osig, struct sigevent *nsig)
1371 {
1372
1373         /*
1374          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
1375          * supported by AIO with the old sigevent structure.
1376          */
1377         nsig->sigev_notify = osig->sigev_notify;
1378         switch (nsig->sigev_notify) {
1379         case SIGEV_NONE:
1380                 break;
1381         case SIGEV_SIGNAL:
1382                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
1383                 break;
1384         case SIGEV_KEVENT:
1385                 nsig->sigev_notify_kqueue =
1386                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
1387                 nsig->sigev_value.sival_ptr = osig->sigev_value.sival_ptr;
1388                 break;
1389         default:
1390                 return (EINVAL);
1391         }
1392         return (0);
1393 }
1394
1395 static int
1396 aiocb_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob,
1397     int type __unused)
1398 {
1399         struct oaiocb *ojob;
1400         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
1401         int error;
1402
1403         bzero(kcb, sizeof(struct aiocb));
1404         error = copyin(ujob, kcb, sizeof(struct oaiocb));
1405         if (error)
1406                 return (error);
1407         /* No need to copyin aio_iov, because it did not exist in FreeBSD 6 */
1408         ojob = (struct oaiocb *)kcb;
1409         return (convert_old_sigevent(&ojob->aio_sigevent, &kcb->aio_sigevent));
1410 }
1411 #endif
1412
1413 static int
1414 aiocb_copyin(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob, int type)
1415 {
1416         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
1417         int error;
1418
1419         error = copyin(ujob, kcb, sizeof(struct aiocb));
1420         if (error)
1421                 return (error);
1422         if (type == LIO_NOP)
1423                 type = kcb->aio_lio_opcode;
1424         if (type & LIO_VECTORED) {
1425                 /* malloc a uio and copy in the iovec */
1426                 error = copyinuio(__DEVOLATILE(struct iovec*, kcb->aio_iov),
1427                     kcb->aio_iovcnt, &kjob->uiop);
1428         }
1429
1430         return (error);
1431 }
1432
1433 static long
1434 aiocb_fetch_status(struct aiocb *ujob)
1435 {
1436
1437         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.status));
1438 }
1439
1440 static long
1441 aiocb_fetch_error(struct aiocb *ujob)
1442 {
1443
1444         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.error));
1445 }
1446
1447 static int
1448 aiocb_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
1449 {
1450
1451         return (suword(&ujob->_aiocb_private.status, status));
1452 }
1453
1454 static int
1455 aiocb_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
1456 {
1457
1458         return (suword(&ujob->_aiocb_private.error, error));
1459 }
1460
1461 static int
1462 aiocb_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
1463 {
1464
1465         return (suword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
1466 }
1467
1468 static int
1469 aiocb_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
1470 {
1471
1472         return (suword(ujobp, (long)ujob));
1473 }
1474
1475 static struct aiocb_ops aiocb_ops = {
1476         .aio_copyin = aiocb_copyin,
1477         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1478         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1479         .store_status = aiocb_store_status,
1480         .store_error = aiocb_store_error,
1481         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1482         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1483 };
1484
1485 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
1486 static struct aiocb_ops aiocb_ops_osigevent = {
1487         .aio_copyin = aiocb_copyin_old_sigevent,
1488         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1489         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1490         .store_status = aiocb_store_status,
1491         .store_error = aiocb_store_error,
1492         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1493         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1494 };
1495 #endif
1496
1497 /*
1498  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct bio VCHR
1499  * technique is done in this code.
1500  */
1501 int
1502 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *ujob, struct aioliojob *lj,
1503     int type, struct aiocb_ops *ops)
1504 {
1505         struct proc *p = td->td_proc;
1506         struct file *fp = NULL;
1507         struct kaiocb *job;
1508         struct kaioinfo *ki;
1509         struct kevent kev;
1510         int opcode;
1511         int error;
1512         int fd, kqfd;
1513         int jid;
1514         u_short evflags;
1515
1516         if (p->p_aioinfo == NULL)
1517                 aio_init_aioinfo(p);
1518
1519         ki = p->p_aioinfo;
1520
1521         ops->store_status(ujob, -1);
1522         ops->store_error(ujob, 0);
1523         ops->store_kernelinfo(ujob, -1);
1524
1525         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1526             ki->kaio_count >= max_aio_queue_per_proc) {
1527                 error = EAGAIN;
1528                 goto err1;
1529         }
1530
1531         job = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1532         knlist_init_mtx(&job->klist, AIO_MTX(ki));
1533
1534         error = ops->aio_copyin(ujob, job, type);
1535         if (error)
1536                 goto err2;
1537
1538         if (job->uaiocb.aio_nbytes > IOSIZE_MAX) {
1539                 error = EINVAL;
1540                 goto err2;
1541         }
1542
1543         if (job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1544             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1545             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1546             job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1547                 error = EINVAL;
1548                 goto err2;
1549         }
1550
1551         if ((job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1552              job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1553                 !_SIG_VALID(job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1554                 error = EINVAL;
1555                 goto err2;
1556         }
1557
1558         /* Get the opcode. */
1559         if (type == LIO_NOP) {
1560                 switch (job->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1561                 case LIO_WRITE:
1562                 case LIO_WRITEV:
1563                 case LIO_NOP:
1564                 case LIO_READ:
1565                 case LIO_READV:
1566                         opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode;
1567                         break;
1568                 default:
1569                         error = EINVAL;
1570                         goto err2;
1571                 }
1572         } else
1573                 opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1574
1575         ksiginfo_init(&job->ksi);
1576
1577         /* Save userspace address of the job info. */
1578         job->ujob = ujob;
1579
1580         /*
1581          * Validate the opcode and fetch the file object for the specified
1582          * file descriptor.
1583          *
1584          * XXXRW: Moved the opcode validation up here so that we don't
1585          * retrieve a file descriptor without knowing what the capabiltity
1586          * should be.
1587          */
1588         fd = job->uaiocb.aio_fildes;
1589         switch (opcode) {
1590         case LIO_WRITE:
1591         case LIO_WRITEV:
1592                 error = fget_write(td, fd, &cap_pwrite_rights, &fp);
1593                 break;
1594         case LIO_READ:
1595         case LIO_READV:
1596                 error = fget_read(td, fd, &cap_pread_rights, &fp);
1597                 break;
1598         case LIO_SYNC:
1599         case LIO_DSYNC:
1600                 error = fget(td, fd, &cap_fsync_rights, &fp);
1601                 break;
1602         case LIO_MLOCK:
1603                 break;
1604         case LIO_NOP:
1605                 error = fget(td, fd, &cap_no_rights, &fp);
1606                 break;
1607         default:
1608                 error = EINVAL;
1609         }
1610         if (error)
1611                 goto err3;
1612
1613         if ((opcode & LIO_SYNC) && fp->f_vnode == NULL) {
1614                 error = EINVAL;
1615                 goto err3;
1616         }
1617
1618         if ((opcode == LIO_READ || opcode == LIO_READV ||
1619             opcode == LIO_WRITE || opcode == LIO_WRITEV) &&
1620             job->uaiocb.aio_offset < 0 &&
1621             (fp->f_vnode == NULL || fp->f_vnode->v_type != VCHR)) {
1622                 error = EINVAL;
1623                 goto err3;
1624         }
1625
1626         if (fp != NULL && fp->f_ops == &path_fileops) {
1627                 error = EBADF;
1628                 goto err3;
1629         }
1630
1631         job->fd_file = fp;
1632
1633         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1634         jid = jobrefid++;
1635         job->seqno = jobseqno++;
1636         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1637         error = ops->store_kernelinfo(ujob, jid);
1638         if (error) {
1639                 error = EINVAL;
1640                 goto err3;
1641         }
1642         job->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1643
1644         if (opcode == LIO_NOP) {
1645                 fdrop(fp, td);
1646                 MPASS(job->uiop == &job->uio || job->uiop == NULL);
1647                 uma_zfree(aiocb_zone, job);
1648                 return (0);
1649         }
1650
1651         if (job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1652                 goto no_kqueue;
1653         evflags = job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kevent_flags;
1654         if ((evflags & ~(EV_CLEAR | EV_DISPATCH | EV_ONESHOT)) != 0) {
1655                 error = EINVAL;
1656                 goto err3;
1657         }
1658         kqfd = job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1659         memset(&kev, 0, sizeof(kev));
1660         kev.ident = (uintptr_t)job->ujob;
1661         kev.filter = EVFILT_AIO;
1662         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1 | evflags;
1663         kev.data = (intptr_t)job;
1664         kev.udata = job->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1665         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, M_WAITOK);
1666         if (error)
1667                 goto err3;
1668
1669 no_kqueue:
1670
1671         ops->store_error(ujob, EINPROGRESS);
1672         job->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1673         job->userproc = p;
1674         job->cred = crhold(td->td_ucred);
1675         job->jobflags = KAIOCB_QUEUEING;
1676         job->lio = lj;
1677
1678         if (opcode & LIO_VECTORED) {
1679                 /* Use the uio copied in by aio_copyin */
1680                 MPASS(job->uiop != &job->uio && job->uiop != NULL);
1681         } else {
1682                 /* Setup the inline uio */
1683                 job->iov[0].iov_base = (void *)(uintptr_t)job->uaiocb.aio_buf;
1684                 job->iov[0].iov_len = job->uaiocb.aio_nbytes;
1685                 job->uio.uio_iov = job->iov;
1686                 job->uio.uio_iovcnt = 1;
1687                 job->uio.uio_resid = job->uaiocb.aio_nbytes;
1688                 job->uio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
1689                 job->uiop = &job->uio;
1690         }
1691         switch (opcode & (LIO_READ | LIO_WRITE)) {
1692         case LIO_READ:
1693                 job->uiop->uio_rw = UIO_READ;
1694                 break;
1695         case LIO_WRITE:
1696                 job->uiop->uio_rw = UIO_WRITE;
1697                 break;
1698         }
1699         job->uiop->uio_offset = job->uaiocb.aio_offset;
1700         job->uiop->uio_td = td;
1701
1702         if (opcode == LIO_MLOCK) {
1703                 aio_schedule(job, aio_process_mlock);
1704                 error = 0;
1705         } else if (fp->f_ops->fo_aio_queue == NULL)
1706                 error = aio_queue_file(fp, job);
1707         else
1708                 error = fo_aio_queue(fp, job);
1709         if (error)
1710                 goto err4;
1711
1712         AIO_LOCK(ki);
1713         job->jobflags &= ~KAIOCB_QUEUEING;
1714         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, job, allist);
1715         ki->kaio_count++;
1716         if (lj)
1717                 lj->lioj_count++;
1718         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1719         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED) {
1720                 /*
1721                  * The queue callback completed the request synchronously.
1722                  * The bulk of the completion is deferred in that case
1723                  * until this point.
1724                  */
1725                 aio_bio_done_notify(p, job);
1726         } else
1727                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, job, plist);
1728         AIO_UNLOCK(ki);
1729         return (0);
1730
1731 err4:
1732         crfree(job->cred);
1733 err3:
1734         if (fp)
1735                 fdrop(fp, td);
1736         knlist_delete(&job->klist, curthread, 0);
1737 err2:
1738         if (job->uiop != &job->uio)
1739                 free(job->uiop, M_IOV);
1740         uma_zfree(aiocb_zone, job);
1741 err1:
1742         ops->store_error(ujob, error);
1743         return (error);
1744 }
1745
1746 static void
1747 aio_cancel_daemon_job(struct kaiocb *job)
1748 {
1749
1750         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1751         if (!aio_cancel_cleared(job))
1752                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, job, list);
1753         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1754         aio_cancel(job);
1755 }
1756
1757 void
1758 aio_schedule(struct kaiocb *job, aio_handle_fn_t *func)
1759 {
1760
1761         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1762         if (!aio_set_cancel_function(job, aio_cancel_daemon_job)) {
1763                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1764                 aio_cancel(job);
1765                 return;
1766         }
1767         job->handle_fn = func;
1768         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, job, list);
1769         aio_kick_nowait(job->userproc);
1770         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1771 }
1772
1773 static void
1774 aio_cancel_sync(struct kaiocb *job)
1775 {
1776         struct kaioinfo *ki;
1777
1778         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1779         AIO_LOCK(ki);
1780         if (!aio_cancel_cleared(job))
1781                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, job, list);
1782         AIO_UNLOCK(ki);
1783         aio_cancel(job);
1784 }
1785
1786 int
1787 aio_queue_file(struct file *fp, struct kaiocb *job)
1788 {
1789         struct kaioinfo *ki;
1790         struct kaiocb *job2;
1791         struct vnode *vp;
1792         struct mount *mp;
1793         int error;
1794         bool safe;
1795
1796         ki = job->userproc->p_aioinfo;
1797         error = aio_qbio(job->userproc, job);
1798         if (error >= 0)
1799                 return (error);
1800         safe = false;
1801         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1802                 vp = fp->f_vnode;
1803                 if (vp->v_type == VREG || vp->v_type == VDIR) {
1804                         mp = fp->f_vnode->v_mount;
1805                         if (mp == NULL || (mp->mnt_flag & MNT_LOCAL) != 0)
1806                                 safe = true;
1807                 }
1808         }
1809         if (!(safe || enable_aio_unsafe)) {
1810                 counted_warning(&unsafe_warningcnt,
1811                     "is attempting to use unsafe AIO requests");
1812                 return (EOPNOTSUPP);
1813         }
1814
1815         if (job->uaiocb.aio_lio_opcode & (LIO_WRITE | LIO_READ)) {
1816                 aio_schedule(job, aio_process_rw);
1817                 error = 0;
1818         } else if (job->uaiocb.aio_lio_opcode & LIO_SYNC) {
1819                 AIO_LOCK(ki);
1820                 TAILQ_FOREACH(job2, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1821                         if (job2->fd_file == job->fd_file &&
1822                             ((job2->uaiocb.aio_lio_opcode & LIO_SYNC) == 0) &&
1823                             job2->seqno < job->seqno) {
1824                                 job2->jobflags |= KAIOCB_CHECKSYNC;
1825                                 job->pending++;
1826                         }
1827                 }
1828                 if (job->pending != 0) {
1829                         if (!aio_set_cancel_function_locked(job,
1830                                 aio_cancel_sync)) {
1831                                 AIO_UNLOCK(ki);
1832                                 aio_cancel(job);
1833                                 return (0);
1834                         }
1835                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, job, list);
1836                         AIO_UNLOCK(ki);
1837                         return (0);
1838                 }
1839                 AIO_UNLOCK(ki);
1840                 aio_schedule(job, aio_process_sync);
1841                 error = 0;
1842         } else {
1843                 error = EINVAL;
1844         }
1845         return (error);
1846 }
1847
1848 static void
1849 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1850 {
1851         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1852         struct aioproc *aiop;
1853
1854         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1855         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1856                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1857                 aiop->aioprocflags &= ~AIOP_FREE;
1858                 wakeup(aiop->aioproc);
1859         } else if (num_aio_resv_start + num_aio_procs < max_aio_procs &&
1860             ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start < max_aio_per_proc) {
1861                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_kick, &ki->kaio_task);
1862         }
1863 }
1864
1865 static int
1866 aio_kick(struct proc *userp)
1867 {
1868         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1869         struct aioproc *aiop;
1870         int error, ret = 0;
1871
1872         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1873 retryproc:
1874         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1875                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1876                 aiop->aioprocflags &= ~AIOP_FREE;
1877                 wakeup(aiop->aioproc);
1878         } else if (num_aio_resv_start + num_aio_procs < max_aio_procs &&
1879             ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start < max_aio_per_proc) {
1880                 num_aio_resv_start++;
1881                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1882                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1883                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1884                 if (error) {
1885                         num_aio_resv_start--;
1886                         goto retryproc;
1887                 }
1888         } else {
1889                 ret = -1;
1890         }
1891         return (ret);
1892 }
1893
1894 static void
1895 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1896 {
1897         struct proc *userp = context;
1898
1899         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1900         while (--pending >= 0) {
1901                 if (aio_kick(userp))
1902                         break;
1903         }
1904         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1905 }
1906
1907 /*
1908  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1909  * released.
1910  */
1911 static int
1912 kern_aio_return(struct thread *td, struct aiocb *ujob, struct aiocb_ops *ops)
1913 {
1914         struct proc *p = td->td_proc;
1915         struct kaiocb *job;
1916         struct kaioinfo *ki;
1917         long status, error;
1918
1919         ki = p->p_aioinfo;
1920         if (ki == NULL)
1921                 return (EINVAL);
1922         AIO_LOCK(ki);
1923         TAILQ_FOREACH(job, &ki->kaio_done, plist) {
1924                 if (job->ujob == ujob)
1925                         break;
1926         }
1927         if (job != NULL) {
1928                 MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
1929                 status = job->uaiocb._aiocb_private.status;
1930                 error = job->uaiocb._aiocb_private.error;
1931                 td->td_retval[0] = status;
1932                 td->td_ru.ru_oublock += job->outblock;
1933                 td->td_ru.ru_inblock += job->inblock;
1934                 td->td_ru.ru_msgsnd += job->msgsnd;
1935                 td->td_ru.ru_msgrcv += job->msgrcv;
1936                 aio_free_entry(job);
1937                 AIO_UNLOCK(ki);
1938                 ops->store_error(ujob, error);
1939                 ops->store_status(ujob, status);
1940         } else {
1941                 error = EINVAL;
1942                 AIO_UNLOCK(ki);
1943         }
1944         return (error);
1945 }
1946
1947 int
1948 sys_aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1949 {
1950
1951         return (kern_aio_return(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
1952 }
1953
1954 /*
1955  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1956  */
1957 static int
1958 kern_aio_suspend(struct thread *td, int njoblist, struct aiocb **ujoblist,
1959     struct timespec *ts)
1960 {
1961         struct proc *p = td->td_proc;
1962         struct timeval atv;
1963         struct kaioinfo *ki;
1964         struct kaiocb *firstjob, *job;
1965         int error, i, timo;
1966
1967         timo = 0;
1968         if (ts) {
1969                 if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= 1000000000)
1970                         return (EINVAL);
1971
1972                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
1973                 if (itimerfix(&atv))
1974                         return (EINVAL);
1975                 timo = tvtohz(&atv);
1976         }
1977
1978         ki = p->p_aioinfo;
1979         if (ki == NULL)
1980                 return (EAGAIN);
1981
1982         if (njoblist == 0)
1983                 return (0);
1984
1985         AIO_LOCK(ki);
1986         for (;;) {
1987                 firstjob = NULL;
1988                 error = 0;
1989                 TAILQ_FOREACH(job, &ki->kaio_all, allist) {
1990                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1991                                 if (job->ujob == ujoblist[i]) {
1992                                         if (firstjob == NULL)
1993                                                 firstjob = job;
1994                                         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED)
1995                                                 goto RETURN;
1996                                 }
1997                         }
1998                 }
1999                 /* All tasks were finished. */
2000                 if (firstjob == NULL)
2001                         break;
2002
2003                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2004                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2005                     "aiospn", timo);
2006                 if (error == ERESTART)
2007                         error = EINTR;
2008                 if (error)
2009                         break;
2010         }
2011 RETURN:
2012         AIO_UNLOCK(ki);
2013         return (error);
2014 }
2015
2016 int
2017 sys_aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
2018 {
2019         struct timespec ts, *tsp;
2020         struct aiocb **ujoblist;
2021         int error;
2022
2023         if (uap->nent < 0 || uap->nent > max_aio_queue_per_proc)
2024                 return (EINVAL);
2025
2026         if (uap->timeout) {
2027                 /* Get timespec struct. */
2028                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
2029                         return (error);
2030                 tsp = &ts;
2031         } else
2032                 tsp = NULL;
2033
2034         ujoblist = malloc(uap->nent * sizeof(ujoblist[0]), M_AIO, M_WAITOK);
2035         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist, uap->nent * sizeof(ujoblist[0]));
2036         if (error == 0)
2037                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2038         free(ujoblist, M_AIO);
2039         return (error);
2040 }
2041
2042 /*
2043  * aio_cancel cancels any non-bio aio operations not currently in progress.
2044  */
2045 int
2046 sys_aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
2047 {
2048         struct proc *p = td->td_proc;
2049         struct kaioinfo *ki;
2050         struct kaiocb *job, *jobn;
2051         struct file *fp;
2052         int error;
2053         int cancelled = 0;
2054         int notcancelled = 0;
2055         struct vnode *vp;
2056
2057         /* Lookup file object. */
2058         error = fget(td, uap->fd, &cap_no_rights, &fp);
2059         if (error)
2060                 return (error);
2061
2062         ki = p->p_aioinfo;
2063         if (ki == NULL)
2064                 goto done;
2065
2066         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
2067                 vp = fp->f_vnode;
2068                 if (vn_isdisk(vp)) {
2069                         fdrop(fp, td);
2070                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2071                         return (0);
2072                 }
2073         }
2074
2075         AIO_LOCK(ki);
2076         TAILQ_FOREACH_SAFE(job, &ki->kaio_jobqueue, plist, jobn) {
2077                 if ((uap->fd == job->uaiocb.aio_fildes) &&
2078                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
2079                      (uap->aiocbp == job->ujob))) {
2080                         if (aio_cancel_job(p, ki, job)) {
2081                                 cancelled++;
2082                         } else {
2083                                 notcancelled++;
2084                         }
2085                         if (uap->aiocbp != NULL)
2086                                 break;
2087                 }
2088         }
2089         AIO_UNLOCK(ki);
2090
2091 done:
2092         fdrop(fp, td);
2093
2094         if (uap->aiocbp != NULL) {
2095                 if (cancelled) {
2096                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2097                         return (0);
2098                 }
2099         }
2100
2101         if (notcancelled) {
2102                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2103                 return (0);
2104         }
2105
2106         if (cancelled) {
2107                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2108                 return (0);
2109         }
2110
2111         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
2112
2113         return (0);
2114 }
2115
2116 /*
2117  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
2118  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
2119  * a userland subroutine.
2120  */
2121 static int
2122 kern_aio_error(struct thread *td, struct aiocb *ujob, struct aiocb_ops *ops)
2123 {
2124         struct proc *p = td->td_proc;
2125         struct kaiocb *job;
2126         struct kaioinfo *ki;
2127         int status;
2128
2129         ki = p->p_aioinfo;
2130         if (ki == NULL) {
2131                 td->td_retval[0] = EINVAL;
2132                 return (0);
2133         }
2134
2135         AIO_LOCK(ki);
2136         TAILQ_FOREACH(job, &ki->kaio_all, allist) {
2137                 if (job->ujob == ujob) {
2138                         if (job->jobflags & KAIOCB_FINISHED)
2139                                 td->td_retval[0] =
2140                                         job->uaiocb._aiocb_private.error;
2141                         else
2142                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
2143                         AIO_UNLOCK(ki);
2144                         return (0);
2145                 }
2146         }
2147         AIO_UNLOCK(ki);
2148
2149         /*
2150          * Hack for failure of aio_aqueue.
2151          */
2152         status = ops->fetch_status(ujob);
2153         if (status == -1) {
2154                 td->td_retval[0] = ops->fetch_error(ujob);
2155                 return (0);
2156         }
2157
2158         td->td_retval[0] = EINVAL;
2159         return (0);
2160 }
2161
2162 int
2163 sys_aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
2164 {
2165
2166         return (kern_aio_error(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2167 }
2168
2169 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
2170 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2171 int
2172 freebsd6_aio_read(struct thread *td, struct freebsd6_aio_read_args *uap)
2173 {
2174
2175         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2176             &aiocb_ops_osigevent));
2177 }
2178 #endif
2179
2180 int
2181 sys_aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
2182 {
2183
2184         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, &aiocb_ops));
2185 }
2186
2187 int
2188 sys_aio_readv(struct thread *td, struct aio_readv_args *uap)
2189 {
2190
2191         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READV, &aiocb_ops));
2192 }
2193
2194 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
2195 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2196 int
2197 freebsd6_aio_write(struct thread *td, struct freebsd6_aio_write_args *uap)
2198 {
2199
2200         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2201             &aiocb_ops_osigevent));
2202 }
2203 #endif
2204
2205 int
2206 sys_aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
2207 {
2208
2209         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, &aiocb_ops));
2210 }
2211
2212 int
2213 sys_aio_writev(struct thread *td, struct aio_writev_args *uap)
2214 {
2215
2216         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITEV, &aiocb_ops));
2217 }
2218
2219 int
2220 sys_aio_mlock(struct thread *td, struct aio_mlock_args *uap)
2221 {
2222
2223         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK, &aiocb_ops));
2224 }
2225
2226 static int
2227 kern_lio_listio(struct thread *td, int mode, struct aiocb * const *uacb_list,
2228     struct aiocb **acb_list, int nent, struct sigevent *sig,
2229     struct aiocb_ops *ops)
2230 {
2231         struct proc *p = td->td_proc;
2232         struct aiocb *job;
2233         struct kaioinfo *ki;
2234         struct aioliojob *lj;
2235         struct kevent kev;
2236         int error;
2237         int nagain, nerror;
2238         int i;
2239
2240         if ((mode != LIO_NOWAIT) && (mode != LIO_WAIT))
2241                 return (EINVAL);
2242
2243         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
2244                 return (EINVAL);
2245
2246         if (p->p_aioinfo == NULL)
2247                 aio_init_aioinfo(p);
2248
2249         ki = p->p_aioinfo;
2250
2251         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
2252         lj->lioj_flags = 0;
2253         lj->lioj_count = 0;
2254         lj->lioj_finished_count = 0;
2255         lj->lioj_signal.sigev_notify = SIGEV_NONE;
2256         knlist_init_mtx(&lj->klist, AIO_MTX(ki));
2257         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
2258
2259         /*
2260          * Setup signal.
2261          */
2262         if (sig && (mode == LIO_NOWAIT)) {
2263                 bcopy(sig, &lj->lioj_signal, sizeof(lj->lioj_signal));
2264                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2265                         /* Assume only new style KEVENT */
2266                         memset(&kev, 0, sizeof(kev));
2267                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2268                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2269                         kev.ident = (uintptr_t)uacb_list; /* something unique */
2270                         kev.data = (intptr_t)lj;
2271                         /* pass user defined sigval data */
2272                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2273                         error = kqfd_register(
2274                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td,
2275                             M_WAITOK);
2276                         if (error) {
2277                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2278                                 return (error);
2279                         }
2280                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2281                         ;
2282                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2283                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2284                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2285                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2286                                         return EINVAL;
2287                                 }
2288                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2289                 } else {
2290                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2291                         return EINVAL;
2292                 }
2293         }
2294
2295         AIO_LOCK(ki);
2296         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2297         /*
2298          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2299          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2300          * and prevent event from being sent until we have queued
2301          * all tasks.
2302          */
2303         lj->lioj_count = 1;
2304         AIO_UNLOCK(ki);
2305
2306         /*
2307          * Get pointers to the list of I/O requests.
2308          */
2309         nagain = 0;
2310         nerror = 0;
2311         for (i = 0; i < nent; i++) {
2312                 job = acb_list[i];
2313                 if (job != NULL) {
2314                         error = aio_aqueue(td, job, lj, LIO_NOP, ops);
2315                         if (error == EAGAIN)
2316                                 nagain++;
2317                         else if (error != 0)
2318                                 nerror++;
2319                 }
2320         }
2321
2322         error = 0;
2323         AIO_LOCK(ki);
2324         if (mode == LIO_WAIT) {
2325                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2326                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2327                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2328                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2329                         if (error == ERESTART)
2330                                 error = EINTR;
2331                         if (error)
2332                                 break;
2333                 }
2334         } else {
2335                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2336                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2337                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2338                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2339                         }
2340                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL |
2341                             LIOJ_SIGNAL_POSTED)) == LIOJ_SIGNAL &&
2342                             (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2343                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2344                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi,
2345                                     lj->lioj_count != 1);
2346                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2347                         }
2348                 }
2349         }
2350         lj->lioj_count--;
2351         if (lj->lioj_count == 0) {
2352                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2353                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2354                 PROC_LOCK(p);
2355                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2356                 PROC_UNLOCK(p);
2357                 AIO_UNLOCK(ki);
2358                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2359         } else
2360                 AIO_UNLOCK(ki);
2361
2362         if (nerror)
2363                 return (EIO);
2364         else if (nagain)
2365                 return (EAGAIN);
2366         else
2367                 return (error);
2368 }
2369
2370 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2371 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2372 int
2373 freebsd6_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd6_lio_listio_args *uap)
2374 {
2375         struct aiocb **acb_list;
2376         struct sigevent *sigp, sig;
2377         struct osigevent osig;
2378         int error, nent;
2379
2380         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2381                 return (EINVAL);
2382
2383         nent = uap->nent;
2384         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
2385                 return (EINVAL);
2386
2387         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2388                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2389                 if (error)
2390                         return (error);
2391                 error = convert_old_sigevent(&osig, &sig);
2392                 if (error)
2393                         return (error);
2394                 sigp = &sig;
2395         } else
2396                 sigp = NULL;
2397
2398         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2399         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2400         if (error == 0)
2401                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2402                     (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2403                     &aiocb_ops_osigevent);
2404         free(acb_list, M_LIO);
2405         return (error);
2406 }
2407 #endif
2408
2409 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2410 int
2411 sys_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
2412 {
2413         struct aiocb **acb_list;
2414         struct sigevent *sigp, sig;
2415         int error, nent;
2416
2417         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2418                 return (EINVAL);
2419
2420         nent = uap->nent;
2421         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
2422                 return (EINVAL);
2423
2424         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2425                 error = copyin(uap->sig, &sig, sizeof(sig));
2426                 if (error)
2427                         return (error);
2428                 sigp = &sig;
2429         } else
2430                 sigp = NULL;
2431
2432         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2433         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2434         if (error == 0)
2435                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode, uap->acb_list, acb_list,
2436                     nent, sigp, &aiocb_ops);
2437         free(acb_list, M_LIO);
2438         return (error);
2439 }
2440
2441 static void
2442 aio_biocleanup(struct bio *bp)
2443 {
2444         struct kaiocb *job = (struct kaiocb *)bp->bio_caller1;
2445         struct kaioinfo *ki;
2446         struct buf *pbuf = (struct buf *)bp->bio_caller2;
2447
2448         /* Release mapping into kernel space. */
2449         if (pbuf != NULL) {
2450                 MPASS(pbuf->b_npages <= atop(maxphys) + 1);
2451                 pmap_qremove((vm_offset_t)pbuf->b_data, pbuf->b_npages);
2452                 vm_page_unhold_pages(pbuf->b_pages, pbuf->b_npages);
2453                 uma_zfree(pbuf_zone, pbuf);
2454                 atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2455                 ki = job->userproc->p_aioinfo;
2456                 AIO_LOCK(ki);
2457                 ki->kaio_buffer_count--;
2458                 AIO_UNLOCK(ki);
2459         } else {
2460                 MPASS(bp->bio_ma_n <= atop(maxphys) + 1);
2461                 vm_page_unhold_pages(bp->bio_ma, bp->bio_ma_n);
2462                 free(bp->bio_ma, M_TEMP);
2463                 atomic_subtract_int(&num_unmapped_aio, 1);
2464         }
2465         g_destroy_bio(bp);
2466 }
2467
2468 static void
2469 aio_biowakeup(struct bio *bp)
2470 {
2471         struct kaiocb *job = (struct kaiocb *)bp->bio_caller1;
2472         size_t nbytes;
2473         long bcount = bp->bio_bcount;
2474         long resid = bp->bio_resid;
2475         int opcode, nblks;
2476         int bio_error = bp->bio_error;
2477         uint16_t flags = bp->bio_flags;
2478
2479         opcode = job->uaiocb.aio_lio_opcode;
2480
2481         aio_biocleanup(bp);
2482
2483         nbytes = bcount - resid;
2484         atomic_add_acq_long(&job->nbytes, nbytes);
2485         nblks = btodb(nbytes);
2486
2487         /*
2488          * If multiple bios experienced an error, the job will reflect the
2489          * error of whichever failed bio completed last.
2490          */
2491         if (flags & BIO_ERROR)
2492                 atomic_store_int(&job->error, bio_error);
2493         if (opcode & LIO_WRITE)
2494                 atomic_add_int(&job->outblock, nblks);
2495         else
2496                 atomic_add_int(&job->inblock, nblks);
2497
2498         if (refcount_release(&job->nbio)) {
2499                 bio_error = atomic_load_int(&job->error);
2500                 if (bio_error != 0)
2501                         aio_complete(job, -1, bio_error);
2502                 else
2503                         aio_complete(job, atomic_load_long(&job->nbytes), 0);
2504         }
2505 }
2506
2507 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2508 static int
2509 kern_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aiocb **ujobp,
2510     struct timespec *ts, struct aiocb_ops *ops)
2511 {
2512         struct proc *p = td->td_proc;
2513         struct timeval atv;
2514         struct kaioinfo *ki;
2515         struct kaiocb *job;
2516         struct aiocb *ujob;
2517         long error, status;
2518         int timo;
2519
2520         ops->store_aiocb(ujobp, NULL);
2521
2522         if (ts == NULL) {
2523                 timo = 0;
2524         } else if (ts->tv_sec == 0 && ts->tv_nsec == 0) {
2525                 timo = -1;
2526         } else {
2527                 if ((ts->tv_nsec < 0) || (ts->tv_nsec >= 1000000000))
2528                         return (EINVAL);
2529
2530                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
2531                 if (itimerfix(&atv))
2532                         return (EINVAL);
2533                 timo = tvtohz(&atv);
2534         }
2535
2536         if (p->p_aioinfo == NULL)
2537                 aio_init_aioinfo(p);
2538         ki = p->p_aioinfo;
2539
2540         error = 0;
2541         job = NULL;
2542         AIO_LOCK(ki);
2543         while ((job = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2544                 if (timo == -1) {
2545                         error = EWOULDBLOCK;
2546                         break;
2547                 }
2548                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2549                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2550                     "aiowc", timo);
2551                 if (timo && error == ERESTART)
2552                         error = EINTR;
2553                 if (error)
2554                         break;
2555         }
2556
2557         if (job != NULL) {
2558                 MPASS(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED);
2559                 ujob = job->ujob;
2560                 status = job->uaiocb._aiocb_private.status;
2561                 error = job->uaiocb._aiocb_private.error;
2562                 td->td_retval[0] = status;
2563                 td->td_ru.ru_oublock += job->outblock;
2564                 td->td_ru.ru_inblock += job->inblock;
2565                 td->td_ru.ru_msgsnd += job->msgsnd;
2566                 td->td_ru.ru_msgrcv += job->msgrcv;
2567                 aio_free_entry(job);
2568                 AIO_UNLOCK(ki);
2569                 ops->store_aiocb(ujobp, ujob);
2570                 ops->store_error(ujob, error);
2571                 ops->store_status(ujob, status);
2572         } else
2573                 AIO_UNLOCK(ki);
2574
2575         return (error);
2576 }
2577
2578 int
2579 sys_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2580 {
2581         struct timespec ts, *tsp;
2582         int error;
2583
2584         if (uap->timeout) {
2585                 /* Get timespec struct. */
2586                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2587                 if (error)
2588                         return (error);
2589                 tsp = &ts;
2590         } else
2591                 tsp = NULL;
2592
2593         return (kern_aio_waitcomplete(td, uap->aiocbp, tsp, &aiocb_ops));
2594 }
2595
2596 static int
2597 kern_aio_fsync(struct thread *td, int op, struct aiocb *ujob,
2598     struct aiocb_ops *ops)
2599 {
2600         int listop;
2601
2602         switch (op) {
2603         case O_SYNC:
2604                 listop = LIO_SYNC;
2605                 break;
2606         case O_DSYNC:
2607                 listop = LIO_DSYNC;
2608                 break;
2609         default:
2610                 return (EINVAL);
2611         }
2612
2613         return (aio_aqueue(td, ujob, NULL, listop, ops));
2614 }
2615
2616 int
2617 sys_aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2618 {
2619
2620         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2621 }
2622
2623 /* kqueue attach function */
2624 static int
2625 filt_aioattach(struct knote *kn)
2626 {
2627         struct kaiocb *job;
2628
2629         job = (struct kaiocb *)(uintptr_t)kn->kn_sdata;
2630
2631         /*
2632          * The job pointer must be validated before using it, so
2633          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2634          * set EV_FLAG1.
2635          */
2636         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2637                 return (EPERM);
2638         kn->kn_ptr.p_aio = job;
2639         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2640
2641         knlist_add(&job->klist, kn, 0);
2642
2643         return (0);
2644 }
2645
2646 /* kqueue detach function */
2647 static void
2648 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2649 {
2650         struct knlist *knl;
2651
2652         knl = &kn->kn_ptr.p_aio->klist;
2653         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2654         if (!knlist_empty(knl))
2655                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2656         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2657 }
2658
2659 /* kqueue filter function */
2660 /*ARGSUSED*/
2661 static int
2662 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2663 {
2664         struct kaiocb *job = kn->kn_ptr.p_aio;
2665
2666         kn->kn_data = job->uaiocb._aiocb_private.error;
2667         if (!(job->jobflags & KAIOCB_FINISHED))
2668                 return (0);
2669         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2670         return (1);
2671 }
2672
2673 /* kqueue attach function */
2674 static int
2675 filt_lioattach(struct knote *kn)
2676 {
2677         struct aioliojob *lj;
2678
2679         lj = (struct aioliojob *)(uintptr_t)kn->kn_sdata;
2680
2681         /*
2682          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2683          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2684          * set EV_FLAG1.
2685          */
2686         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2687                 return (EPERM);
2688         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2689         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2690
2691         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2692
2693         return (0);
2694 }
2695
2696 /* kqueue detach function */
2697 static void
2698 filt_liodetach(struct knote *kn)
2699 {
2700         struct knlist *knl;
2701
2702         knl = &kn->kn_ptr.p_lio->klist;
2703         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2704         if (!knlist_empty(knl))
2705                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2706         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2707 }
2708
2709 /* kqueue filter function */
2710 /*ARGSUSED*/
2711 static int
2712 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2713 {
2714         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2715
2716         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2717 }
2718
2719 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2720 #include <sys/mount.h>
2721 #include <sys/socket.h>
2722 #include <sys/sysent.h>
2723 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
2724 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
2725 #include <compat/freebsd32/freebsd32_signal.h>
2726 #include <compat/freebsd32/freebsd32_syscall.h>
2727 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
2728
2729 struct __aiocb_private32 {
2730         int32_t status;
2731         int32_t error;
2732         uint32_t kernelinfo;
2733 };
2734
2735 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2736 typedef struct oaiocb32 {
2737         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
2738         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2739         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2740         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2741         struct  osigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2742         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2743         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2744         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2745 } oaiocb32_t;
2746 #endif
2747
2748 typedef struct aiocb32 {
2749         int32_t aio_fildes;             /* File descriptor */
2750         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2751         uint32_t aio_buf;       /* I/O buffer in process space */
2752         uint32_t aio_nbytes;    /* Number of bytes for I/O */
2753         int     __spare__[2];
2754         uint32_t __spare2__;
2755         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2756         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2757         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2758         struct  sigevent32 aio_sigevent;        /* Signal to deliver */
2759 } aiocb32_t;
2760
2761 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2762 static int
2763 convert_old_sigevent32(struct osigevent32 *osig, struct sigevent *nsig)
2764 {
2765
2766         /*
2767          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
2768          * supported by AIO with the old sigevent structure.
2769          */
2770         CP(*osig, *nsig, sigev_notify);
2771         switch (nsig->sigev_notify) {
2772         case SIGEV_NONE:
2773                 break;
2774         case SIGEV_SIGNAL:
2775                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
2776                 break;
2777         case SIGEV_KEVENT:
2778                 nsig->sigev_notify_kqueue =
2779                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
2780                 PTRIN_CP(*osig, *nsig, sigev_value.sival_ptr);
2781                 break;
2782         default:
2783                 return (EINVAL);
2784         }
2785         return (0);
2786 }
2787
2788 static int
2789 aiocb32_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob,
2790     int type __unused)
2791 {
2792         struct oaiocb32 job32;
2793         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
2794         int error;
2795
2796         bzero(kcb, sizeof(struct aiocb));
2797         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2798         if (error)
2799                 return (error);
2800
2801         /* No need to copyin aio_iov, because it did not exist in FreeBSD 6 */
2802
2803         CP(job32, *kcb, aio_fildes);
2804         CP(job32, *kcb, aio_offset);
2805         PTRIN_CP(job32, *kcb, aio_buf);
2806         CP(job32, *kcb, aio_nbytes);
2807         CP(job32, *kcb, aio_lio_opcode);
2808         CP(job32, *kcb, aio_reqprio);
2809         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.status);
2810         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.error);
2811         PTRIN_CP(job32, *kcb, _aiocb_private.kernelinfo);
2812         return (convert_old_sigevent32(&job32.aio_sigevent,
2813             &kcb->aio_sigevent));
2814 }
2815 #endif
2816
2817 static int
2818 aiocb32_copyin(struct aiocb *ujob, struct kaiocb *kjob, int type)
2819 {
2820         struct aiocb32 job32;
2821         struct aiocb *kcb = &kjob->uaiocb;
2822         struct iovec32 *iov32;
2823         int error;
2824
2825         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2826         if (error)
2827                 return (error);
2828         CP(job32, *kcb, aio_fildes);
2829         CP(job32, *kcb, aio_offset);
2830         CP(job32, *kcb, aio_lio_opcode);
2831         if (type == LIO_NOP)
2832                 type = kcb->aio_lio_opcode;
2833         if (type & LIO_VECTORED) {
2834                 iov32 = PTRIN(job32.aio_iov);
2835                 CP(job32, *kcb, aio_iovcnt);
2836                 /* malloc a uio and copy in the iovec */
2837                 error = freebsd32_copyinuio(iov32,
2838                     kcb->aio_iovcnt, &kjob->uiop);
2839                 if (error)
2840                         return (error);
2841         } else {
2842                 PTRIN_CP(job32, *kcb, aio_buf);
2843                 CP(job32, *kcb, aio_nbytes);
2844         }
2845         CP(job32, *kcb, aio_reqprio);
2846         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.status);
2847         CP(job32, *kcb, _aiocb_private.error);
2848         PTRIN_CP(job32, *kcb, _aiocb_private.kernelinfo);
2849         error = convert_sigevent32(&job32.aio_sigevent, &kcb->aio_sigevent);
2850
2851         return (error);
2852 }
2853
2854 static long
2855 aiocb32_fetch_status(struct aiocb *ujob)
2856 {
2857         struct aiocb32 *ujob32;
2858
2859         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2860         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.status));
2861 }
2862
2863 static long
2864 aiocb32_fetch_error(struct aiocb *ujob)
2865 {
2866         struct aiocb32 *ujob32;
2867
2868         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2869         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.error));
2870 }
2871
2872 static int
2873 aiocb32_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
2874 {
2875         struct aiocb32 *ujob32;
2876
2877         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2878         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.status, status));
2879 }
2880
2881 static int
2882 aiocb32_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
2883 {
2884         struct aiocb32 *ujob32;
2885
2886         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2887         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.error, error));
2888 }
2889
2890 static int
2891 aiocb32_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
2892 {
2893         struct aiocb32 *ujob32;
2894
2895         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2896         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
2897 }
2898
2899 static int
2900 aiocb32_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
2901 {
2902
2903         return (suword32(ujobp, (long)ujob));
2904 }
2905
2906 static struct aiocb_ops aiocb32_ops = {
2907         .aio_copyin = aiocb32_copyin,
2908         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2909         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2910         .store_status = aiocb32_store_status,
2911         .store_error = aiocb32_store_error,
2912         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2913         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2914 };
2915
2916 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2917 static struct aiocb_ops aiocb32_ops_osigevent = {
2918         .aio_copyin = aiocb32_copyin_old_sigevent,
2919         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2920         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2921         .store_status = aiocb32_store_status,
2922         .store_error = aiocb32_store_error,
2923         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2924         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2925 };
2926 #endif
2927
2928 int
2929 freebsd32_aio_return(struct thread *td, struct freebsd32_aio_return_args *uap)
2930 {
2931
2932         return (kern_aio_return(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2933 }
2934
2935 int
2936 freebsd32_aio_suspend(struct thread *td, struct freebsd32_aio_suspend_args *uap)
2937 {
2938         struct timespec32 ts32;
2939         struct timespec ts, *tsp;
2940         struct aiocb **ujoblist;
2941         uint32_t *ujoblist32;
2942         int error, i;
2943
2944         if (uap->nent < 0 || uap->nent > max_aio_queue_per_proc)
2945                 return (EINVAL);
2946
2947         if (uap->timeout) {
2948                 /* Get timespec struct. */
2949                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32))) != 0)
2950                         return (error);
2951                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2952                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2953                 tsp = &ts;
2954         } else
2955                 tsp = NULL;
2956
2957         ujoblist = malloc(uap->nent * sizeof(ujoblist[0]), M_AIO, M_WAITOK);
2958         ujoblist32 = (uint32_t *)ujoblist;
2959         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist32, uap->nent *
2960             sizeof(ujoblist32[0]));
2961         if (error == 0) {
2962                 for (i = uap->nent - 1; i >= 0; i--)
2963                         ujoblist[i] = PTRIN(ujoblist32[i]);
2964
2965                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2966         }
2967         free(ujoblist, M_AIO);
2968         return (error);
2969 }
2970
2971 int
2972 freebsd32_aio_error(struct thread *td, struct freebsd32_aio_error_args *uap)
2973 {
2974
2975         return (kern_aio_error(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2976 }
2977
2978 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
2979 int
2980 freebsd6_freebsd32_aio_read(struct thread *td,
2981     struct freebsd6_freebsd32_aio_read_args *uap)
2982 {
2983
2984         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2985             &aiocb32_ops_osigevent));
2986 }
2987 #endif
2988
2989 int
2990 freebsd32_aio_read(struct thread *td, struct freebsd32_aio_read_args *uap)
2991 {
2992
2993         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2994             &aiocb32_ops));
2995 }
2996
2997 int
2998 freebsd32_aio_readv(struct thread *td, struct freebsd32_aio_readv_args *uap)
2999 {
3000
3001         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READV,
3002             &aiocb32_ops));
3003 }
3004
3005 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
3006 int
3007 freebsd6_freebsd32_aio_write(struct thread *td,
3008     struct freebsd6_freebsd32_aio_write_args *uap)
3009 {
3010
3011         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
3012             &aiocb32_ops_osigevent));
3013 }
3014 #endif
3015
3016 int
3017 freebsd32_aio_write(struct thread *td, struct freebsd32_aio_write_args *uap)
3018 {
3019
3020         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
3021             &aiocb32_ops));
3022 }
3023
3024 int
3025 freebsd32_aio_writev(struct thread *td, struct freebsd32_aio_writev_args *uap)
3026 {
3027
3028         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITEV,
3029             &aiocb32_ops));
3030 }
3031
3032 int
3033 freebsd32_aio_mlock(struct thread *td, struct freebsd32_aio_mlock_args *uap)
3034 {
3035
3036         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK,
3037             &aiocb32_ops));
3038 }
3039
3040 int
3041 freebsd32_aio_waitcomplete(struct thread *td,
3042     struct freebsd32_aio_waitcomplete_args *uap)
3043 {
3044         struct timespec32 ts32;
3045         struct timespec ts, *tsp;
3046         int error;
3047
3048         if (uap->timeout) {
3049                 /* Get timespec struct. */
3050                 error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32));
3051                 if (error)
3052                         return (error);
3053                 CP(ts32, ts, tv_sec);
3054                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
3055                 tsp = &ts;
3056         } else
3057                 tsp = NULL;
3058
3059         return (kern_aio_waitcomplete(td, (struct aiocb **)uap->aiocbp, tsp,
3060             &aiocb32_ops));
3061 }
3062
3063 int
3064 freebsd32_aio_fsync(struct thread *td, struct freebsd32_aio_fsync_args *uap)
3065 {
3066
3067         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, (struct aiocb *)uap->aiocbp,
3068             &aiocb32_ops));
3069 }
3070
3071 #ifdef COMPAT_FREEBSD6
3072 int
3073 freebsd6_freebsd32_lio_listio(struct thread *td,
3074     struct freebsd6_freebsd32_lio_listio_args *uap)
3075 {
3076         struct aiocb **acb_list;
3077         struct sigevent *sigp, sig;
3078         struct osigevent32 osig;
3079         uint32_t *acb_list32;
3080         int error, i, nent;
3081
3082         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
3083                 return (EINVAL);
3084
3085         nent = uap->nent;
3086         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
3087                 return (EINVAL);
3088
3089         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
3090                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
3091                 if (error)
3092                         return (error);
3093                 error = convert_old_sigevent32(&osig, &sig);
3094                 if (error)
3095                         return (error);
3096                 sigp = &sig;
3097         } else
3098                 sigp = NULL;
3099
3100         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3101         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3102         if (error) {
3103                 free(acb_list32, M_LIO);
3104                 return (error);
3105         }
3106         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3107         for (i = 0; i < nent; i++)
3108                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3109         free(acb_list32, M_LIO);
3110
3111         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3112             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3113             &aiocb32_ops_osigevent);
3114         free(acb_list, M_LIO);
3115         return (error);
3116 }
3117 #endif
3118
3119 int
3120 freebsd32_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_lio_listio_args *uap)
3121 {
3122         struct aiocb **acb_list;
3123         struct sigevent *sigp, sig;
3124         struct sigevent32 sig32;
3125         uint32_t *acb_list32;
3126         int error, i, nent;
3127
3128         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
3129                 return (EINVAL);
3130
3131         nent = uap->nent;
3132         if (nent < 0 || nent > max_aio_queue_per_proc)
3133                 return (EINVAL);
3134
3135         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
3136                 error = copyin(uap->sig, &sig32, sizeof(sig32));
3137                 if (error)
3138                         return (error);
3139                 error = convert_sigevent32(&sig32, &sig);
3140                 if (error)
3141                         return (error);
3142                 sigp = &sig;
3143         } else
3144                 sigp = NULL;
3145
3146         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3147         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3148         if (error) {
3149                 free(acb_list32, M_LIO);
3150                 return (error);
3151         }
3152         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3153         for (i = 0; i < nent; i++)
3154                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3155         free(acb_list32, M_LIO);
3156
3157         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3158             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3159             &aiocb32_ops);
3160         free(acb_list, M_LIO);
3161         return (error);
3162 }
3163
3164 #endif