sys/kern/vfs_aio.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997 John S. Dyson.  All rights reserved.
   3  *
   4  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   5  * modification, are permitted provided that the following conditions
   6  * are met:
   7  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   8  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
   9  * 2. John S. Dyson's name may not be used to endorse or promote products
  10  *    derived from this software without specific prior written permission.
  11  *
  12  * DISCLAIMER:  This code isn't warranted to do anything useful.  Anything
  13  * bad that happens because of using this software isn't the responsibility
  14  * of the author.  This software is distributed AS-IS.
  15  */
  16
  17 /*
  18  * This file contains support for the POSIX 1003.1B AIO/LIO facility.
  19  */
  20
  21 #include <sys/cdefs.h>
  22 __FBSDID("$FreeBSD$");
  23
  24 #include <sys/param.h>
  25 #include <sys/systm.h>
  26 #include <sys/malloc.h>
  27 #include <sys/bio.h>
  28 #include <sys/buf.h>
  29 #include <sys/eventhandler.h>
  30 #include <sys/sysproto.h>
  31 #include <sys/filedesc.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/module.h>
  34 #include <sys/kthread.h>
  35 #include <sys/fcntl.h>
  36 #include <sys/file.h>
  37 #include <sys/limits.h>
  38 #include <sys/lock.h>
  39 #include <sys/mutex.h>
  40 #include <sys/unistd.h>
  41 #include <sys/posix4.h>
  42 #include <sys/proc.h>
  43 #include <sys/resourcevar.h>
  44 #include <sys/signalvar.h>
  45 #include <sys/protosw.h>
  46 #include <sys/sema.h>
  47 #include <sys/socket.h>
  48 #include <sys/socketvar.h>
  49 #include <sys/syscall.h>
  50 #include <sys/sysent.h>
  51 #include <sys/sysctl.h>
  52 #include <sys/sx.h>
  53 #include <sys/taskqueue.h>
  54 #include <sys/vnode.h>
  55 #include <sys/conf.h>
  56 #include <sys/event.h>
  57 #include <sys/mount.h>
  58
  59 #include <machine/atomic.h>
  60
  61 #include <vm/vm.h>
  62 #include <vm/vm_extern.h>
  63 #include <vm/pmap.h>
  64 #include <vm/vm_map.h>
  65 #include <vm/vm_object.h>
  66 #include <vm/uma.h>
  67 #include <sys/aio.h>
  68
  69 #include "opt_vfs_aio.h"
  70
  71 /*
  72  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
  73  * overflow. (XXX will be removed soon.)
  74  */
  75 static u_long jobrefid;
  76
  77 /*
  78  * Counter for aio_fsync.
  79  */
  80 static uint64_t jobseqno;
  81
  82 #define JOBST_NULL              0
  83 #define JOBST_JOBQSOCK          1
  84 #define JOBST_JOBQGLOBAL        2
  85 #define JOBST_JOBRUNNING        3
  86 #define JOBST_JOBFINISHED       4
  87 #define JOBST_JOBQBUF           5
  88 #define JOBST_JOBQSYNC          6
  89
  90 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
  91 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
  92 #endif
  93
  94 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
  95 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
  96 #endif
  97
  98 #ifndef MAX_AIO_PROCS
  99 #define MAX_AIO_PROCS           32
 100 #endif
 101
 102 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
 103 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
 104 #endif
 105
 106 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
 107 #define TARGET_AIO_PROCS        4
 108 #endif
 109
 110 #ifndef MAX_BUF_AIO
 111 #define MAX_BUF_AIO             16
 112 #endif
 113
 114 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
 115 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
 116 #endif
 117
 118 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
 119 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
 120 #endif
 121
 122 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
 123
 124 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
 125
 126 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
 127 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
 128         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
 129         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
 130
 131 static int num_aio_procs = 0;
 132 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
 133         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
 134         "Number of presently active kernel threads for async IO");
 135
 136 /*
 137  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
 138  * number when it gets a chance.
 139  */
 140 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
 141 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
 142         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
 143
 144 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
 145 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
 146     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
 147
 148 static int num_queue_count = 0;
 149 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
 150     "Number of queued aio requests");
 151
 152 static int num_buf_aio = 0;
 153 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
 154     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
 155
 156 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
 157 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
 158 static int num_aio_resv_start = 0;
 159
 160 static int aiod_timeout;
 161 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
 162     "Timeout value for synchronous aio operations");
 163
 164 static int aiod_lifetime;
 165 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
 166     "Maximum lifetime for idle aiod");
 167
 168 static int unloadable = 0;
 169 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
 170     "Allow unload of aio (not recommended)");
 171
 172
 173 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
 174 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
 175     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
 176
 177 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
 178 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
 179     &max_aio_queue_per_proc, 0,
 180     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
 181
 182 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
 183 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
 184     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
 185
 186 typedef struct oaiocb {
 187         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
 188         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
 189         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
 190         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
 191         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
 192         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
 193         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
 194         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
 195 } oaiocb_t;
 196
 197 /*
 198  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
 199  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
 200  *
 201  * * - need not protected
 202  * a - locked by kaioinfo lock
 203  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
 204  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
 205  *     reused.
 206  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
 207  */
 208
 209 /*
 210  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
 211  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
 212  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
 213  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
 214  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
 215  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
 216  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
 217  * structure is not safe because there is race between userland and aio
 218  * daemons.
 219  */
 220
 221 struct aiocblist {
 222         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
 223         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
 224         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
 225         int     jobflags;               /* (a) job flags */
 226         int     jobstate;               /* (b) job state */
 227         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
 228         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
 229         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
 230                                          * buffer pointer
 231                                          */
 232         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
 233         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
 234         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
 235         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
 236         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
 237         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
 238         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
 239         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
 240         struct  task biotask;           /* (*) private to BIO backend */
 241         uint64_t seqno;                 /* (*) job number */
 242         int     pending;                /* (a) number of pending I/O, aio_fsync only */
 243 };
 244
 245 /* jobflags */
 246 #define AIOCBLIST_DONE          0x01
 247 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x02
 248 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
 249 #define AIOCBLIST_CHECKSYNC     0x08
 250
 251 /*
 252  * AIO process info
 253  */
 254 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
 255
 256 struct aiothreadlist {
 257         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
 258         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
 259         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
 260 };
 261
 262 /*
 263  * data-structure for lio signal management
 264  */
 265 struct aioliojob {
 266         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
 267         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
 268         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
 269         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
 270         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
 271         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
 272         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
 273 };
 274
 275 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
 276 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
 277 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
 278
 279 /*
 280  * per process aio data structure
 281  */
 282 struct kaioinfo {
 283         struct mtx      kaio_mtx;       /* the lock to protect this struct */
 284         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
 285         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
 286         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
 287         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
 288         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
 289         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
 290         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
 291         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
 292         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
 293         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
 294         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
 295         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
 296         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
 297                                                  *  NOT USED YET.
 298                                                  */
 299         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_syncqueue;  /* (a) queue for aio_fsync */
 300         struct  task    kaio_task;      /* (*) task to kick aio threads */
 301 };
 302
 303 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
 304 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
 305 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
 306 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
 307
 308 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
 309 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
 310
 311 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
 312 static struct sema aio_newproc_sem;
 313 static struct mtx aio_job_mtx;
 314 static struct mtx aio_sock_mtx;
 315 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
 316 static struct unrhdr *aiod_unr;
 317
 318 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
 319 static void     aio_onceonly(void);
 320 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
 321 static void     aio_process(struct aiocblist *aiocbe);
 322 static int      aio_newproc(int *);
 323 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
 324                         struct aioliojob *lio, int type, int osigev);
 325 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
 326 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
 327 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp);
 328 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
 329 static void     biohelper(void *, int);
 330 static void     aio_daemon(void *param);
 331 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
 332 static int      aio_unload(void);
 333 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
 334 #define DONE_BUF        1
 335 #define DONE_QUEUE      2
 336 static int      do_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap, int oldsigev);
 337 static int      aio_kick(struct proc *userp);
 338 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
 339 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
 340 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
 341 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
 342 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
 343 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
 344 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
 345 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
 346
 347 /*
 348  * Zones for:
 349  *      kaio    Per process async io info
 350  *      aiop    async io thread data
 351  *      aiocb   async io jobs
 352  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
 353  *      aiolio  list io jobs
 354  */
 355 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
 356
 357 /* kqueue filters for aio */
 358 static struct filterops aio_filtops =
 359         { 0, filt_aioattach, filt_aiodetach, filt_aio };
 360 static struct filterops lio_filtops =
 361         { 0, filt_lioattach, filt_liodetach, filt_lio };
 362
 363 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
 364
 365 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
 366
 367 /*
 368  * Main operations function for use as a kernel module.
 369  */
 370 static int
 371 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
 372 {
 373         int error = 0;
 374
 375         switch (cmd) {
 376         case MOD_LOAD:
 377                 aio_onceonly();
 378                 break;
 379         case MOD_UNLOAD:
 380                 error = aio_unload();
 381                 break;
 382         case MOD_SHUTDOWN:
 383                 break;
 384         default:
 385                 error = EINVAL;
 386                 break;
 387         }
 388         return (error);
 389 }
 390
 391 static moduledata_t aio_mod = {
 392         "aio",
 393         &aio_modload,
 394         NULL
 395 };
 396
 397 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_cancel);
 398 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_error);
 399 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_fsync);
 400 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_read);
 401 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_return);
 402 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_suspend);
 403 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_waitcomplete);
 404 SYSCALL_MODULE_HELPER(aio_write);
 405 SYSCALL_MODULE_HELPER(lio_listio);
 406 SYSCALL_MODULE_HELPER(oaio_read);
 407 SYSCALL_MODULE_HELPER(oaio_write);
 408 SYSCALL_MODULE_HELPER(olio_listio);
 409
 410 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
 411         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
 412 MODULE_VERSION(aio, 1);
 413
 414 /*
 415  * Startup initialization
 416  */
 417 static void
 418 aio_onceonly(void)
 419 {
 420
 421         /* XXX: should probably just use so->callback */
 422         aio_swake = &aio_swake_cb;
 423         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
 424             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 425         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec, NULL,
 426             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
 427         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
 428         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
 429         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
 430         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
 431         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
 432         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
 433         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
 434         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
 435         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
 436             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 437         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
 438             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 439         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
 440             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 441         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
 442             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 443         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
 444             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
 445         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
 446         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
 447         jobrefid = 1;
 448         async_io_version = _POSIX_VERSION;
 449         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
 450         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
 451         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
 452 }
 453
 454 /*
 455  * Callback for unload of AIO when used as a module.
 456  */
 457 static int
 458 aio_unload(void)
 459 {
 460         int error;
 461
 462         /*
 463          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
 464          * perhaps we could do it if locked out callers and then
 465          * did an aio_proc_rundown() on each process.
 466          *
 467          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
 468          * so I don't think that would fly.
 469          */
 470         if (!unloadable)
 471                 return (EOPNOTSUPP);
 472
 473         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
 474         if (error)
 475                 return error;
 476         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
 477         if (error)
 478                 return error;
 479         async_io_version = 0;
 480         aio_swake = NULL;
 481         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
 482         delete_unrhdr(aiod_unr);
 483         uma_zdestroy(kaio_zone);
 484         uma_zdestroy(aiop_zone);
 485         uma_zdestroy(aiocb_zone);
 486         uma_zdestroy(aiol_zone);
 487         uma_zdestroy(aiolio_zone);
 488         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
 489         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
 490         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
 491         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
 492         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
 493         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
 494         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
 495         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
 496         return (0);
 497 }
 498
 499 /*
 500  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
 501  * per-process for user limit (resource) management.
 502  */
 503 void
 504 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
 505 {
 506         struct kaioinfo *ki;
 507
 508         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
 509         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF);
 510         ki->kaio_flags = 0;
 511         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
 512         ki->kaio_active_count = 0;
 513         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
 514         ki->kaio_count = 0;
 515         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
 516         ki->kaio_buffer_count = 0;
 517         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
 518         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
 519         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
 520         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
 521         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
 522         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
 523         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
 524         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
 525         PROC_LOCK(p);
 526         if (p->p_aioinfo == NULL) {
 527                 p->p_aioinfo = ki;
 528                 PROC_UNLOCK(p);
 529         } else {
 530                 PROC_UNLOCK(p);
 531                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 532                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
 533         }
 534
 535         while (num_aio_procs < target_aio_procs)
 536                 aio_newproc(NULL);
 537 }
 538
 539 static int
 540 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
 541 {
 542         int ret = 0;
 543
 544         PROC_LOCK(p);
 545         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
 546                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
 547                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
 548                 ret = psignal_event(p, sigev, ksi);
 549         }
 550         PROC_UNLOCK(p);
 551         return (ret);
 552 }
 553
 554 /*
 555  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
 556  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
 557  * restart the queue scan.
 558  */
 559 static int
 560 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
 561 {
 562         struct kaioinfo *ki;
 563         struct aioliojob *lj;
 564         struct proc *p;
 565
 566         p = aiocbe->userproc;
 567         MPASS(curproc == p);
 568         ki = p->p_aioinfo;
 569         MPASS(ki != NULL);
 570
 571         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 572         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
 573
 574         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
 575
 576         ki->kaio_count--;
 577         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
 578
 579         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 580         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
 581
 582         lj = aiocbe->lio;
 583         if (lj) {
 584                 lj->lioj_count--;
 585                 lj->lioj_finished_count--;
 586
 587                 if (lj->lioj_count == 0) {
 588                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 589                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
 590                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 591                         PROC_LOCK(p);
 592                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 593                         PROC_UNLOCK(p);
 594                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 595                 }
 596         }
 597
 598         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
 599         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
 600         PROC_LOCK(p);
 601         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
 602         PROC_UNLOCK(p);
 603
 604         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
 605         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
 606         AIO_UNLOCK(ki);
 607
 608         /*
 609          * The thread argument here is used to find the owning process
 610          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
 611          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
 612          * need a thread pointer from the process owning the job that is
 613          * persistent and won't disappear out from under us or move to
 614          * another process.
 615          *
 616          * Currently, all the callers of this function call it to remove
 617          * an aiocblist from the current process' job list either via a
 618          * syscall or due to the current process calling exit() or
 619          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
 620          * curthread can't exit since we are curthread.
 621          *
 622          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
 623          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
 624          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
 625          * at open time, but this is already true of file descriptors in
 626          * a multithreaded process.
 627          */
 628         fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
 629         crfree(aiocbe->cred);
 630         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
 631         AIO_LOCK(ki);
 632
 633         return (0);
 634 }
 635
 636 static void
 637 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp __unused)
 638 {
 639         aio_proc_rundown(arg, p);
 640 }
 641
 642 /*
 643  * Rundown the jobs for a given process.
 644  */
 645 static void
 646 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
 647 {
 648         struct kaioinfo *ki;
 649         struct aioliojob *lj;
 650         struct aiocblist *cbe, *cbn;
 651         struct file *fp;
 652         struct socket *so;
 653         int remove;
 654
 655         KASSERT(curthread->td_proc == p,
 656             ("%s: called on non-curproc", __func__));
 657         ki = p->p_aioinfo;
 658         if (ki == NULL)
 659                 return;
 660
 661         AIO_LOCK(ki);
 662         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
 663
 664 restart:
 665
 666         /*
 667          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
 668          * aio_cancel on all pending I/O requests.
 669          */
 670         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
 671                 remove = 0;
 672                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
 673                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
 674                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
 675                         remove = 1;
 676                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
 677                         fp = cbe->fd_file;
 678                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
 679                         so = fp->f_data;
 680                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
 681                         remove = 1;
 682                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
 683                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
 684                         remove = 1;
 685                 }
 686                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 687
 688                 if (remove) {
 689                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 690                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
 691                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
 692                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
 693                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
 694                 }
 695         }
 696
 697         /* Wait for all running I/O to be finished */
 698         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
 699             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
 700                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
 701                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
 702                 goto restart;
 703         }
 704
 705         /* Free all completed I/O requests. */
 706         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
 707                 aio_free_entry(cbe);
 708
 709         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
 710                 if (lj->lioj_count == 0) {
 711                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
 712                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
 713                         PROC_LOCK(p);
 714                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
 715                         PROC_UNLOCK(p);
 716                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
 717                 } else {
 718                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
 719                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
 720                 }
 721         }
 722         AIO_UNLOCK(ki);
 723         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
 724         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
 725         uma_zfree(kaio_zone, ki);
 726         p->p_aioinfo = NULL;
 727 }
 728
 729 /*
 730  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
 731  */
 732 static struct aiocblist *
 733 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
 734 {
 735         struct aiocblist *aiocbe;
 736         struct kaioinfo *ki;
 737         struct proc *userp;
 738
 739         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
 740         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
 741                 userp = aiocbe->userproc;
 742                 ki = userp->p_aioinfo;
 743
 744                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
 745                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
 746                         /* Account for currently active jobs. */
 747                         ki->kaio_active_count++;
 748                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
 749                         break;
 750                 }
 751         }
 752         return (aiocbe);
 753 }
 754
 755 /*
 756  *  Move all data to a permanent storage device, this code
 757  *  simulates fsync syscall.
 758  */
 759 static int
 760 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp)
 761 {
 762         struct mount *mp;
 763         int vfslocked;
 764         int error;
 765
 766         vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 767         if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH)) != 0)
 768                 goto drop;
 769         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 770         if (vp->v_object != NULL) {
 771                 VM_OBJECT_LOCK(vp->v_object);
 772                 vm_object_page_clean(vp->v_object, 0, 0, 0);
 773                 VM_OBJECT_UNLOCK(vp->v_object);
 774         }
 775         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 776
 777         VOP_UNLOCK(vp, 0);
 778         vn_finished_write(mp);
 779 drop:
 780         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 781         return (error);
 782 }
 783
 784 /*
 785  * The AIO processing activity.  This is the code that does the I/O request for
 786  * the non-physio version of the operations.  The normal vn operations are used,
 787  * and this code should work in all instances for every type of file, including
 788  * pipes, sockets, fifos, and regular files.
 789  *
 790  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
 791  */
 792 static void
 793 aio_process(struct aiocblist *aiocbe)
 794 {
 795         struct ucred *td_savedcred;
 796         struct thread *td;
 797         struct aiocb *cb;
 798         struct file *fp;
 799         struct socket *so;
 800         struct uio auio;
 801         struct iovec aiov;
 802         int cnt;
 803         int error;
 804         int oublock_st, oublock_end;
 805         int inblock_st, inblock_end;
 806
 807         td = curthread;
 808         td_savedcred = td->td_ucred;
 809         td->td_ucred = aiocbe->cred;
 810         cb = &aiocbe->uaiocb;
 811         fp = aiocbe->fd_file;
 812
 813         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_SYNC) {
 814                 error = 0;
 815                 cnt = 0;
 816                 if (fp->f_vnode != NULL)
 817                         error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode);
 818                 cb->_aiocb_private.error = error;
 819                 cb->_aiocb_private.status = 0;
 820                 td->td_ucred = td_savedcred;
 821                 return;
 822         }
 823
 824         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
 825         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
 826
 827         auio.uio_iov = &aiov;
 828         auio.uio_iovcnt = 1;
 829         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
 830         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
 831         cnt = cb->aio_nbytes;
 832         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
 833         auio.uio_td = td;
 834
 835         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
 836         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
 837         /*
 838          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
 839          * released in aio_free_entry().
 840          */
 841         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
 842                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 843                 if (auio.uio_resid == 0)
 844                         error = 0;
 845                 else
 846                         error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 847         } else {
 848                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
 849                         bwillwrite();
 850                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 851                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
 852         }
 853         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
 854         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
 855
 856         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
 857         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
 858
 859         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
 860                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
 861                         error = 0;
 862                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
 863                         int sigpipe = 1;
 864                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
 865                                 so = fp->f_data;
 866                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
 867                                         sigpipe = 0;
 868                         }
 869                         if (sigpipe) {
 870                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
 871                                 psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
 872                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
 873                         }
 874                 }
 875         }
 876
 877         cnt -= auio.uio_resid;
 878         cb->_aiocb_private.error = error;
 879         cb->_aiocb_private.status = cnt;
 880         td->td_ucred = td_savedcred;
 881 }
 882
 883 static void
 884 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
 885 {
 886         struct aioliojob *lj;
 887         struct kaioinfo *ki;
 888         struct aiocblist *scb, *scbn;
 889         int lj_done;
 890
 891         ki = userp->p_aioinfo;
 892         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
 893         lj = aiocbe->lio;
 894         lj_done = 0;
 895         if (lj) {
 896                 lj->lioj_finished_count++;
 897                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
 898                         lj_done = 1;
 899         }
 900         if (type == DONE_QUEUE) {
 901                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
 902         } else {
 903                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
 904         }
 905         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
 906         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
 907
 908         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
 909                 goto notification_done;
 910
 911         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 912             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
 913                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
 914
 915         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
 916
 917         if (lj_done) {
 918                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
 919                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
 920                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
 921                 }
 922                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
 923                     == LIOJ_SIGNAL
 924                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
 925                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
 926                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
 927                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
 928                 }
 929         }
 930
 931 notification_done:
 932         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_CHECKSYNC) {
 933                 TAILQ_FOREACH_SAFE(scb, &ki->kaio_syncqueue, list, scbn) {
 934                         if (aiocbe->fd_file == scb->fd_file &&
 935                             aiocbe->seqno < scb->seqno) {
 936                                 if (--scb->pending == 0) {
 937                                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 938                                         scb->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
 939                                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, scb, list);
 940                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, scb, list);
 941                                         aio_kick_nowait(userp);
 942                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
 943                                 }
 944                         }
 945                 }
 946         }
 947         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
 948                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
 949                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
 950         }
 951 }
 952
 953 /*
 954  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process,
 955  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
 956  */
 957 static void
 958 aio_daemon(void *_id)
 959 {
 960         struct aiocblist *aiocbe;
 961         struct aiothreadlist *aiop;
 962         struct kaioinfo *ki;
 963         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
 964         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
 965         struct thread *td = curthread;
 966         int id = (intptr_t)_id;
 967
 968         /*
 969          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
 970          */
 971         mycp = td->td_proc;
 972         myvm = mycp->p_vmspace;
 973
 974         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
 975
 976         /*
 977          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
 978          * per daemon.
 979          */
 980         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
 981         aiop->aiothread = td;
 982         aiop->aiothreadflags = 0;
 983
 984         /* The daemon resides in its own pgrp. */
 985         setsid(td, NULL);
 986
 987         /*
 988          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
 989          * and creating too many daemons.)
 990          */
 991         sema_post(&aio_newproc_sem);
 992
 993         mtx_lock(&aio_job_mtx);
 994         for (;;) {
 995                 /*
 996                  * curcp is the current daemon process context.
 997                  * userp is the current user process context.
 998                  */
 999                 curcp = mycp;
1000
1001                 /*
1002                  * Take daemon off of free queue
1003                  */
1004                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
1005                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1006                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1007                 }
1008
1009                 /*
1010                  * Check for jobs.
1011                  */
1012                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1013                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1014                         userp = aiocbe->userproc;
1015
1016                         /*
1017                          * Connect to process address space for user program.
1018                          */
1019                         if (userp != curcp) {
1020                                 /*
1021                                  * Save the current address space that we are
1022                                  * connected to.
1023                                  */
1024                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
1025
1026                                 /*
1027                                  * Point to the new user address space, and
1028                                  * refer to it.
1029                                  */
1030                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
1031                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
1032
1033                                 /* Activate the new mapping. */
1034                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1035
1036                                 /*
1037                                  * If the old address space wasn't the daemons
1038                                  * own address space, then we need to remove the
1039                                  * daemon's reference from the other process
1040                                  * that it was acting on behalf of.
1041                                  */
1042                                 if (tmpvm != myvm) {
1043                                         vmspace_free(tmpvm);
1044                                 }
1045                                 curcp = userp;
1046                         }
1047
1048                         ki = userp->p_aioinfo;
1049
1050                         /* Do the I/O function. */
1051                         aio_process(aiocbe);
1052
1053                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1054                         /* Decrement the active job count. */
1055                         ki->kaio_active_count--;
1056                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1057
1058                         AIO_LOCK(ki);
1059                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1060                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
1061                         AIO_UNLOCK(ki);
1062
1063                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1064                 }
1065
1066                 /*
1067                  * Disconnect from user address space.
1068                  */
1069                 if (curcp != mycp) {
1070
1071                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1072
1073                         /* Get the user address space to disconnect from. */
1074                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
1075
1076                         /* Get original address space for daemon. */
1077                         mycp->p_vmspace = myvm;
1078
1079                         /* Activate the daemon's address space. */
1080                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1081 #ifdef DIAGNOSTIC
1082                         if (tmpvm == myvm) {
1083                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
1084                                     mycp->p_pid);
1085                         }
1086 #endif
1087                         /* Remove our vmspace reference. */
1088                         vmspace_free(tmpvm);
1089
1090                         curcp = mycp;
1091
1092                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1093                         /*
1094                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1095                          * no job can be selected, that should be
1096                          * curcp == mycp.
1097                          */
1098                         continue;
1099                 }
1100
1101                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1102
1103                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1104                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1105
1106                 /*
1107                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1108                  * thereby freeing resources.
1109                  */
1110                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1111                     aiod_lifetime)) {
1112                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1113                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1114                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1115                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1116                                         num_aio_procs--;
1117                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1118                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1119                                         free_unr(aiod_unr, id);
1120 #ifdef DIAGNOSTIC
1121                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1122                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1123                                                     " exiting daemon: %d\n",
1124                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1125                                         }
1126 #endif
1127                                         kproc_exit(0);
1128                                 }
1129                         }
1130                 }
1131         }
1132         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1133         panic("shouldn't be here\n");
1134 }
1135
1136 /*
1137  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1138  * AIO daemon modifies its environment itself.
1139  */
1140 static int
1141 aio_newproc(int *start)
1142 {
1143         int error;
1144         struct proc *p;
1145         int id;
1146
1147         id = alloc_unr(aiod_unr);
1148         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1149                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1150         if (error == 0) {
1151                 /*
1152                  * Wait until daemon is started.
1153                  */
1154                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1155                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1156                 num_aio_procs++;
1157                 if (start != NULL)
1158                         (*start)--;
1159                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1160         } else {
1161                 free_unr(aiod_unr, id);
1162         }
1163         return (error);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1168  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1169  * thus has very low overhead.
1170  *
1171  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1172  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1173  * duration of this call.
1174  */
1175 static int
1176 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1177 {
1178         struct aiocb *cb;
1179         struct file *fp;
1180         struct buf *bp;
1181         struct vnode *vp;
1182         struct kaioinfo *ki;
1183         struct aioliojob *lj;
1184         int error;
1185
1186         cb = &aiocbe->uaiocb;
1187         fp = aiocbe->fd_file;
1188
1189         if (fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1190                 return (-1);
1191
1192         vp = fp->f_vnode;
1193
1194         /*
1195          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1196          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1197          * way when you're talking to a regular file.
1198          */
1199         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1200                 if (error == ENOTBLK)
1201                         return (-1);
1202                 else
1203                         return (error);
1204         }
1205
1206         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1207                 return (-1);
1208
1209         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1210                 return (-1);
1211
1212         if (cb->aio_nbytes > vp->v_rdev->si_iosize_max)
1213                 return (-1);
1214
1215         if (cb->aio_nbytes >
1216             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1217                 return (-1);
1218
1219         ki = p->p_aioinfo;
1220         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1221                 return (-1);
1222
1223         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1224         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1225         BUF_KERNPROC(bp);
1226
1227         AIO_LOCK(ki);
1228         ki->kaio_count++;
1229         ki->kaio_buffer_count++;
1230         lj = aiocbe->lio;
1231         if (lj)
1232                 lj->lioj_count++;
1233         AIO_UNLOCK(ki);
1234
1235         /*
1236          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1237          */
1238         error = 0;
1239
1240         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1241         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1242         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1243         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1244         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1245         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1246         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1247         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1248         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1249
1250         /*
1251          * Bring buffer into kernel space.
1252          */
1253         if (vmapbuf(bp) < 0) {
1254                 error = EFAULT;
1255                 goto doerror;
1256         }
1257
1258         AIO_LOCK(ki);
1259         aiocbe->bp = bp;
1260         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1261         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1262         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1263         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1264         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1265         AIO_UNLOCK(ki);
1266
1267         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1268         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1269
1270         bp->b_error = 0;
1271
1272         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1273
1274         /* Perform transfer. */
1275         dev_strategy(vp->v_rdev, bp);
1276         return (0);
1277
1278 doerror:
1279         AIO_LOCK(ki);
1280         ki->kaio_count--;
1281         ki->kaio_buffer_count--;
1282         if (lj)
1283                 lj->lioj_count--;
1284         aiocbe->bp = NULL;
1285         AIO_UNLOCK(ki);
1286         relpbuf(bp, NULL);
1287         return (error);
1288 }
1289
1290 /*
1291  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1292  */
1293 static void
1294 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1295 {
1296         struct aiocblist *cb, *cbn;
1297         int opcode;
1298
1299         if (sb == &so->so_snd)
1300                 opcode = LIO_WRITE;
1301         else
1302                 opcode = LIO_READ;
1303
1304         SOCKBUF_LOCK(sb);
1305         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1306         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1307         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1308                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1309                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1310                                 panic("invalid queue value");
1311                         /* XXX
1312                          * We don't have actual sockets backend yet,
1313                          * so we simply move the requests to the generic
1314                          * file I/O backend.
1315                          */
1316                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1317                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1318                         aio_kick_nowait(cb->userproc);
1319                 }
1320         }
1321         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1322         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1323 }
1324
1325 /*
1326  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1327  * technique is done in this code.
1328  */
1329 int
1330 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1331         int type, int oldsigev)
1332 {
1333         struct proc *p = td->td_proc;
1334         struct file *fp;
1335         struct socket *so;
1336         struct aiocblist *aiocbe, *cb;
1337         struct kaioinfo *ki;
1338         struct kevent kev;
1339         struct sockbuf *sb;
1340         int opcode;
1341         int error;
1342         int fd, kqfd;
1343         int jid;
1344
1345         if (p->p_aioinfo == NULL)
1346                 aio_init_aioinfo(p);
1347
1348         ki = p->p_aioinfo;
1349
1350         suword(&job->_aiocb_private.status, -1);
1351         suword(&job->_aiocb_private.error, 0);
1352         suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, -1);
1353
1354         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1355             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1356                 suword(&job->_aiocb_private.error, EAGAIN);
1357                 return (EAGAIN);
1358         }
1359
1360         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1361         aiocbe->inputcharge = 0;
1362         aiocbe->outputcharge = 0;
1363         knlist_init(&aiocbe->klist, AIO_MTX(ki), NULL, NULL, NULL);
1364
1365         if (oldsigev) {
1366                 bzero(&aiocbe->uaiocb, sizeof(struct aiocb));
1367                 error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(struct oaiocb));
1368                 bcopy(&aiocbe->uaiocb.__spare__, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent,
1369                         sizeof(struct osigevent));
1370         } else {
1371                 error = copyin(job, &aiocbe->uaiocb, sizeof(struct aiocb));
1372         }
1373         if (error) {
1374                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1375                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1376                 return (error);
1377         }
1378
1379         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1380             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1381             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1382             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1383                 suword(&job->_aiocb_private.error, EINVAL);
1384                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1385                 return (EINVAL);
1386         }
1387
1388         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1389              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1390                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1391                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1392                 return (EINVAL);
1393         }
1394
1395         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1396
1397         /* Save userspace address of the job info. */
1398         aiocbe->uuaiocb = job;
1399
1400         /* Get the opcode. */
1401         if (type != LIO_NOP)
1402                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1403         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1404
1405         /* Fetch the file object for the specified file descriptor. */
1406         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1407         switch (opcode) {
1408         case LIO_WRITE:
1409                 error = fget_write(td, fd, &fp);
1410                 break;
1411         case LIO_READ:
1412                 error = fget_read(td, fd, &fp);
1413                 break;
1414         default:
1415                 error = fget(td, fd, &fp);
1416         }
1417         if (error) {
1418                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1419                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1420                 return (error);
1421         }
1422
1423         if (opcode == LIO_SYNC && fp->f_vnode == NULL) {
1424                 error = EINVAL;
1425                 goto aqueue_fail;
1426         }
1427
1428         if (opcode != LIO_SYNC && aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1429                 error = EINVAL;
1430                 goto aqueue_fail;
1431         }
1432
1433         aiocbe->fd_file = fp;
1434
1435         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1436         jid = jobrefid++;
1437         aiocbe->seqno = jobseqno++;
1438         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1439         error = suword(&job->_aiocb_private.kernelinfo, jid);
1440         if (error) {
1441                 error = EINVAL;
1442                 goto aqueue_fail;
1443         }
1444         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1445
1446         if (opcode == LIO_NOP) {
1447                 fdrop(fp, td);
1448                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1449                 return (0);
1450         }
1451         if ((opcode != LIO_READ) && (opcode != LIO_WRITE) &&
1452             (opcode != LIO_SYNC)) {
1453                 error = EINVAL;
1454                 goto aqueue_fail;
1455         }
1456
1457         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1458                 goto no_kqueue;
1459         kqfd = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1460         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1461         kev.filter = EVFILT_AIO;
1462         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
1463         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1464         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1465         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, 1);
1466 aqueue_fail:
1467         if (error) {
1468                 fdrop(fp, td);
1469                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1470                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1471                 goto done;
1472         }
1473 no_kqueue:
1474
1475         suword(&job->_aiocb_private.error, EINPROGRESS);
1476         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1477         aiocbe->userproc = p;
1478         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1479         aiocbe->jobflags = 0;
1480         aiocbe->lio = lj;
1481
1482         if (opcode == LIO_SYNC)
1483                 goto queueit;
1484
1485         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1486                 /*
1487                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1488                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1489                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1490                  * operation).
1491                  *
1492                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1493                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1494                  * happens.
1495                  *
1496                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1497                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1498                  */
1499                 so = fp->f_data;
1500                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1501                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1502                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1503                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1504                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1505
1506                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1507                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1508                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1509
1510                         AIO_LOCK(ki);
1511                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1512                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1513                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1514                         ki->kaio_count++;
1515                         if (lj)
1516                                 lj->lioj_count++;
1517                         AIO_UNLOCK(ki);
1518                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1519                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1520                         error = 0;
1521                         goto done;
1522                 }
1523                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1524         }
1525
1526         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1527                 goto done;
1528 #if 0
1529         if (error > 0) {
1530                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1531                 suword(&job->_aiocb_private.error, error);
1532                 goto done;
1533         }
1534 #endif
1535 queueit:
1536         /* No buffer for daemon I/O. */
1537         aiocbe->bp = NULL;
1538         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1539
1540         AIO_LOCK(ki);
1541         ki->kaio_count++;
1542         if (lj)
1543                 lj->lioj_count++;
1544         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1545         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1546         if (opcode == LIO_SYNC) {
1547                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1548                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1549                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1550                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1551                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1552                                 aiocbe->pending++;
1553                         }
1554                 }
1555                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufqueue, plist) {
1556                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1557                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1558                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1559                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1560                                 aiocbe->pending++;
1561                         }
1562                 }
1563                 if (aiocbe->pending != 0) {
1564                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, aiocbe, list);
1565                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSYNC;
1566                         AIO_UNLOCK(ki);
1567                         goto done;
1568                 }
1569         }
1570         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1571         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1572         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1573         aio_kick_nowait(p);
1574         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1575         AIO_UNLOCK(ki);
1576         error = 0;
1577 done:
1578         return (error);
1579 }
1580
1581 static void
1582 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1583 {
1584         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1585         struct aiothreadlist *aiop;
1586
1587         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1588         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1589                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1590                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1591                 wakeup(aiop->aiothread);
1592         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1593             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1594             ki->kaio_maxactive_count)) {
1595                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
1596         }
1597 }
1598
1599 static int
1600 aio_kick(struct proc *userp)
1601 {
1602         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1603         struct aiothreadlist *aiop;
1604         int error, ret = 0;
1605
1606         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1607 retryproc:
1608         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1609                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1610                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1611                 wakeup(aiop->aiothread);
1612         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1613             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1614             ki->kaio_maxactive_count)) {
1615                 num_aio_resv_start++;
1616                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1617                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1618                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1619                 if (error) {
1620                         num_aio_resv_start--;
1621                         goto retryproc;
1622                 }
1623         } else {
1624                 ret = -1;
1625         }
1626         return (ret);
1627 }
1628
1629 static void
1630 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1631 {
1632         struct proc *userp = context;
1633
1634         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1635         while (--pending >= 0) {
1636                 if (aio_kick(userp))
1637                         break;
1638         }
1639         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1640 }
1641
1642 /*
1643  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1644  * released.
1645  */
1646 int
1647 aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1648 {
1649         struct proc *p = td->td_proc;
1650         struct aiocblist *cb;
1651         struct aiocb *uaiocb;
1652         struct kaioinfo *ki;
1653         int status, error;
1654
1655         ki = p->p_aioinfo;
1656         if (ki == NULL)
1657                 return (EINVAL);
1658         uaiocb = uap->aiocbp;
1659         AIO_LOCK(ki);
1660         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1661                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1662                         break;
1663         }
1664         if (cb != NULL) {
1665                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1666                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1667                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1668                 td->td_retval[0] = status;
1669                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1670                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
1671                         cb->outputcharge = 0;
1672                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1673                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1674                         cb->inputcharge = 0;
1675                 }
1676                 aio_free_entry(cb);
1677                 AIO_UNLOCK(ki);
1678                 suword(&uaiocb->_aiocb_private.error, error);
1679                 suword(&uaiocb->_aiocb_private.status, status);
1680         } else {
1681                 error = EINVAL;
1682                 AIO_UNLOCK(ki);
1683         }
1684         return (error);
1685 }
1686
1687 /*
1688  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1689  */
1690 int
1691 aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
1692 {
1693         struct proc *p = td->td_proc;
1694         struct timeval atv;
1695         struct timespec ts;
1696         struct aiocb *const *cbptr, *cbp;
1697         struct kaioinfo *ki;
1698         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1699         struct aiocb **ujoblist;
1700         int njoblist;
1701         int error;
1702         int timo;
1703         int i;
1704
1705         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
1706                 return (EINVAL);
1707
1708         timo = 0;
1709         if (uap->timeout) {
1710                 /* Get timespec struct. */
1711                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
1712                         return (error);
1713
1714                 if (ts.tv_nsec < 0 || ts.tv_nsec >= 1000000000)
1715                         return (EINVAL);
1716
1717                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
1718                 if (itimerfix(&atv))
1719                         return (EINVAL);
1720                 timo = tvtohz(&atv);
1721         }
1722
1723         ki = p->p_aioinfo;
1724         if (ki == NULL)
1725                 return (EAGAIN);
1726
1727         njoblist = 0;
1728         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
1729         cbptr = uap->aiocbp;
1730
1731         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
1732                 cbp = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
1733                 if (cbp == 0)
1734                         continue;
1735                 ujoblist[njoblist] = cbp;
1736                 njoblist++;
1737         }
1738
1739         if (njoblist == 0) {
1740                 uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1741                 return (0);
1742         }
1743
1744         AIO_LOCK(ki);
1745         for (;;) {
1746                 cbfirst = NULL;
1747                 error = 0;
1748                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1749                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1750                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1751                                         if (cbfirst == NULL)
1752                                                 cbfirst = cb;
1753                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1754                                                 goto RETURN;
1755                                 }
1756                         }
1757                 }
1758                 /* All tasks were finished. */
1759                 if (cbfirst == NULL)
1760                         break;
1761
1762                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1763                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
1764                     "aiospn", timo);
1765                 if (error == ERESTART)
1766                         error = EINTR;
1767                 if (error)
1768                         break;
1769         }
1770 RETURN:
1771         AIO_UNLOCK(ki);
1772         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
1773         return (error);
1774 }
1775
1776 /*
1777  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
1778  * progress.
1779  */
1780 int
1781 aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
1782 {
1783         struct proc *p = td->td_proc;
1784         struct kaioinfo *ki;
1785         struct aiocblist *cbe, *cbn;
1786         struct file *fp;
1787         struct socket *so;
1788         int error;
1789         int remove;
1790         int cancelled = 0;
1791         int notcancelled = 0;
1792         struct vnode *vp;
1793
1794         /* Lookup file object. */
1795         error = fget(td, uap->fd, &fp);
1796         if (error)
1797                 return (error);
1798
1799         ki = p->p_aioinfo;
1800         if (ki == NULL)
1801                 goto done;
1802
1803         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
1804                 vp = fp->f_vnode;
1805                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
1806                         fdrop(fp, td);
1807                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1808                         return (0);
1809                 }
1810         }
1811
1812         AIO_LOCK(ki);
1813         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
1814                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
1815                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
1816                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
1817                         remove = 0;
1818
1819                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1820                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
1821                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
1822                                 remove = 1;
1823                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
1824                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
1825                                 so = fp->f_data;
1826                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
1827                                 remove = 1;
1828                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
1829                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
1830                                 remove = 1;
1831                         }
1832                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1833
1834                         if (remove) {
1835                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
1836                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
1837                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
1838                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
1839                                 cancelled++;
1840                         } else {
1841                                 notcancelled++;
1842                         }
1843                         if (uap->aiocbp != NULL)
1844                                 break;
1845                 }
1846         }
1847         AIO_UNLOCK(ki);
1848
1849 done:
1850         fdrop(fp, td);
1851
1852         if (uap->aiocbp != NULL) {
1853                 if (cancelled) {
1854                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1855                         return (0);
1856                 }
1857         }
1858
1859         if (notcancelled) {
1860                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
1861                 return (0);
1862         }
1863
1864         if (cancelled) {
1865                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
1866                 return (0);
1867         }
1868
1869         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
1870
1871         return (0);
1872 }
1873
1874 /*
1875  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
1876  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
1877  * a userland subroutine.
1878  */
1879 int
1880 aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
1881 {
1882         struct proc *p = td->td_proc;
1883         struct aiocblist *cb;
1884         struct kaioinfo *ki;
1885         int status;
1886
1887         ki = p->p_aioinfo;
1888         if (ki == NULL) {
1889                 td->td_retval[0] = EINVAL;
1890                 return (0);
1891         }
1892
1893         AIO_LOCK(ki);
1894         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1895                 if (cb->uuaiocb == uap->aiocbp) {
1896                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1897                                 td->td_retval[0] =
1898                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1899                         else
1900                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
1901                         AIO_UNLOCK(ki);
1902                         return (0);
1903                 }
1904         }
1905         AIO_UNLOCK(ki);
1906
1907         /*
1908          * Hack for failure of aio_aqueue.
1909          */
1910         status = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.status);
1911         if (status == -1) {
1912                 td->td_retval[0] = fuword(&uap->aiocbp->_aiocb_private.error);
1913                 return (0);
1914         }
1915
1916         td->td_retval[0] = EINVAL;
1917         return (0);
1918 }
1919
1920 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
1921 int
1922 oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
1923 {
1924
1925         return aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, 1);
1926 }
1927
1928 int
1929 aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
1930 {
1931
1932         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, 0);
1933 }
1934
1935 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
1936 int
1937 oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
1938 {
1939
1940         return aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, 1);
1941 }
1942
1943 int
1944 aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
1945 {
1946
1947         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, 0);
1948 }
1949
1950 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1951 int
1952 olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
1953 {
1954         return do_lio_listio(td, (struct lio_listio_args *)uap, 1);
1955 }
1956
1957 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
1958 int
1959 lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
1960 {
1961         return do_lio_listio(td, uap, 0);
1962 }
1963
1964 static int
1965 do_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap, int oldsigev)
1966 {
1967         struct proc *p = td->td_proc;
1968         struct aiocb *iocb, * const *cbptr;
1969         struct kaioinfo *ki;
1970         struct aioliojob *lj;
1971         struct kevent kev;
1972         int nent;
1973         int error;
1974         int nerror;
1975         int i;
1976
1977         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
1978                 return (EINVAL);
1979
1980         nent = uap->nent;
1981         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
1982                 return (EINVAL);
1983
1984         if (p->p_aioinfo == NULL)
1985                 aio_init_aioinfo(p);
1986
1987         ki = p->p_aioinfo;
1988
1989         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
1990         lj->lioj_flags = 0;
1991         lj->lioj_count = 0;
1992         lj->lioj_finished_count = 0;
1993         knlist_init(&lj->klist, AIO_MTX(ki), NULL, NULL, NULL);
1994         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
1995
1996         /*
1997          * Setup signal.
1998          */
1999         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2000                 bzero(&lj->lioj_signal, sizeof(&lj->lioj_signal));
2001                 error = copyin(uap->sig, &lj->lioj_signal,
2002                                 oldsigev ? sizeof(struct osigevent) :
2003                                            sizeof(struct sigevent));
2004                 if (error) {
2005                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2006                         return (error);
2007                 }
2008
2009                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2010                         /* Assume only new style KEVENT */
2011                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2012                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2013                         kev.ident = (uintptr_t)uap->acb_list; /* something unique */
2014                         kev.data = (intptr_t)lj;
2015                         /* pass user defined sigval data */
2016                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2017                         error = kqfd_register(
2018                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td, 1);
2019                         if (error) {
2020                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2021                                 return (error);
2022                         }
2023                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2024                         ;
2025                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2026                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2027                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2028                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2029                                         return EINVAL;
2030                                 }
2031                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2032                 } else {
2033                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2034                         return EINVAL;
2035                 }
2036         }
2037
2038         AIO_LOCK(ki);
2039         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2040         /*
2041          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2042          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2043          * and prevent event from being sent until we have queued
2044          * all tasks.
2045          */
2046         lj->lioj_count = 1;
2047         AIO_UNLOCK(ki);
2048
2049         /*
2050          * Get pointers to the list of I/O requests.
2051          */
2052         nerror = 0;
2053         cbptr = uap->acb_list;
2054         for (i = 0; i < uap->nent; i++) {
2055                 iocb = (struct aiocb *)(intptr_t)fuword(&cbptr[i]);
2056                 if (((intptr_t)iocb != -1) && ((intptr_t)iocb != 0)) {
2057                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, oldsigev);
2058                         if (error != 0)
2059                                 nerror++;
2060                 }
2061         }
2062
2063         error = 0;
2064         AIO_LOCK(ki);
2065         if (uap->mode == LIO_WAIT) {
2066                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2067                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2068                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2069                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2070                         if (error == ERESTART)
2071                                 error = EINTR;
2072                         if (error)
2073                                 break;
2074                 }
2075         } else {
2076                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2077                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2078                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2079                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2080                         }
2081                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
2082                             == LIOJ_SIGNAL
2083                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2084                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2085                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
2086                                             &lj->lioj_ksi);
2087                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2088                         }
2089                 }
2090         }
2091         lj->lioj_count--;
2092         if (lj->lioj_count == 0) {
2093                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2094                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2095                 PROC_LOCK(p);
2096                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2097                 PROC_UNLOCK(p);
2098                 AIO_UNLOCK(ki);
2099                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2100         } else
2101                 AIO_UNLOCK(ki);
2102
2103         if (nerror)
2104                 return (EIO);
2105         return (error);
2106 }
2107
2108 /*
2109  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
2110  * as possible, so we schedule a biohelper task.
2111  */
2112 static void
2113 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2114 {
2115         struct aiocblist *aiocbe;
2116
2117         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2118         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
2119 }
2120
2121 /*
2122  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2123  */
2124 static void
2125 biohelper(void *context, int pending)
2126 {
2127         struct aiocblist *aiocbe = context;
2128         struct buf *bp;
2129         struct proc *userp;
2130         struct kaioinfo *ki;
2131         int nblks;
2132
2133         bp = aiocbe->bp;
2134         userp = aiocbe->userproc;
2135         ki = userp->p_aioinfo;
2136         AIO_LOCK(ki);
2137         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2138         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2139         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2140                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2141         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2142         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2143                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2144         else
2145                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2146         aiocbe->bp = NULL;
2147         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2148         ki->kaio_buffer_count--;
2149         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2150         AIO_UNLOCK(ki);
2151
2152         /* Release mapping into kernel space. */
2153         vunmapbuf(bp);
2154         relpbuf(bp, NULL);
2155         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2156 }
2157
2158 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2159 int
2160 aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2161 {
2162         struct proc *p = td->td_proc;
2163         struct timeval atv;
2164         struct timespec ts;
2165         struct kaioinfo *ki;
2166         struct aiocblist *cb;
2167         struct aiocb *uuaiocb;
2168         int error, status, timo;
2169
2170         suword(uap->aiocbp, (long)NULL);
2171
2172         timo = 0;
2173         if (uap->timeout) {
2174                 /* Get timespec struct. */
2175                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2176                 if (error)
2177                         return (error);
2178
2179                 if ((ts.tv_nsec < 0) || (ts.tv_nsec >= 1000000000))
2180                         return (EINVAL);
2181
2182                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, &ts);
2183                 if (itimerfix(&atv))
2184                         return (EINVAL);
2185                 timo = tvtohz(&atv);
2186         }
2187
2188         if (p->p_aioinfo == NULL)
2189                 aio_init_aioinfo(p);
2190         ki = p->p_aioinfo;
2191
2192         error = 0;
2193         cb = NULL;
2194         AIO_LOCK(ki);
2195         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2196                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2197                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2198                     "aiowc", timo);
2199                 if (timo && error == ERESTART)
2200                         error = EINTR;
2201                 if (error)
2202                         break;
2203         }
2204
2205         if (cb != NULL) {
2206                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2207                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2208                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2209                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2210                 td->td_retval[0] = status;
2211                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2212                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2213                         cb->outputcharge = 0;
2214                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2215                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2216                         cb->inputcharge = 0;
2217                 }
2218                 aio_free_entry(cb);
2219                 AIO_UNLOCK(ki);
2220                 suword(uap->aiocbp, (long)uuaiocb);
2221                 suword(&uuaiocb->_aiocb_private.error, error);
2222                 suword(&uuaiocb->_aiocb_private.status, status);
2223         } else
2224                 AIO_UNLOCK(ki);
2225
2226         return (error);
2227 }
2228
2229 int
2230 aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2231 {
2232         struct proc *p = td->td_proc;
2233         struct kaioinfo *ki;
2234
2235         if (uap->op != O_SYNC) /* XXX lack of O_DSYNC */
2236                 return (EINVAL);
2237         ki = p->p_aioinfo;
2238         if (ki == NULL)
2239                 aio_init_aioinfo(p);
2240         return aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_SYNC, 0);
2241 }
2242
2243 /* kqueue attach function */
2244 static int
2245 filt_aioattach(struct knote *kn)
2246 {
2247         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2248
2249         /*
2250          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2251          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2252          * set EV_FLAG1.
2253          */
2254         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2255                 return (EPERM);
2256         kn->kn_ptr.p_aio = aiocbe;
2257         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2258
2259         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2260
2261         return (0);
2262 }
2263
2264 /* kqueue detach function */
2265 static void
2266 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2267 {
2268         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2269
2270         if (!knlist_empty(&aiocbe->klist))
2271                 knlist_remove(&aiocbe->klist, kn, 0);
2272 }
2273
2274 /* kqueue filter function */
2275 /*ARGSUSED*/
2276 static int
2277 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2278 {
2279         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2280
2281         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2282         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2283                 return (0);
2284         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2285         return (1);
2286 }
2287
2288 /* kqueue attach function */
2289 static int
2290 filt_lioattach(struct knote *kn)
2291 {
2292         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2293
2294         /*
2295          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2296          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2297          * set EV_FLAG1.
2298          */
2299         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2300                 return (EPERM);
2301         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2302         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2303
2304         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2305
2306         return (0);
2307 }
2308
2309 /* kqueue detach function */
2310 static void
2311 filt_liodetach(struct knote *kn)
2312 {
2313         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2314
2315         if (!knlist_empty(&lj->klist))
2316                 knlist_remove(&lj->klist, kn, 0);
2317 }
2318
2319 /* kqueue filter function */
2320 /*ARGSUSED*/
2321 static int
2322 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2323 {
2324         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2325
2326         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2327 }