sys/kern/vfs_aio.c

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