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