]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - sys/kern/vfs_aio.c
Copy head (r256279) to stable/10 as part of the 10.0-RELEASE cycle.
[FreeBSD/stable/10.git] / 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/rwlock.h>
50 #include <sys/sema.h>
51 #include <sys/socket.h>
52 #include <sys/socketvar.h>
53 #include <sys/syscall.h>
54 #include <sys/sysent.h>
55 #include <sys/sysctl.h>
56 #include <sys/sx.h>
57 #include <sys/taskqueue.h>
58 #include <sys/vnode.h>
59 #include <sys/conf.h>
60 #include <sys/event.h>
61 #include <sys/mount.h>
62
63 #include <machine/atomic.h>
64
65 #include <vm/vm.h>
66 #include <vm/vm_extern.h>
67 #include <vm/pmap.h>
68 #include <vm/vm_map.h>
69 #include <vm/vm_object.h>
70 #include <vm/uma.h>
71 #include <sys/aio.h>
72
73 #include "opt_vfs_aio.h"
74
75 /*
76  * Counter for allocating reference ids to new jobs.  Wrapped to 1 on
77  * overflow. (XXX will be removed soon.)
78  */
79 static u_long jobrefid;
80
81 /*
82  * Counter for aio_fsync.
83  */
84 static uint64_t jobseqno;
85
86 #define JOBST_NULL              0
87 #define JOBST_JOBQSOCK          1
88 #define JOBST_JOBQGLOBAL        2
89 #define JOBST_JOBRUNNING        3
90 #define JOBST_JOBFINISHED       4
91 #define JOBST_JOBQBUF           5
92 #define JOBST_JOBQSYNC          6
93
94 #ifndef MAX_AIO_PER_PROC
95 #define MAX_AIO_PER_PROC        32
96 #endif
97
98 #ifndef MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC
99 #define MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC  256 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
100 #endif
101
102 #ifndef MAX_AIO_PROCS
103 #define MAX_AIO_PROCS           32
104 #endif
105
106 #ifndef MAX_AIO_QUEUE
107 #define MAX_AIO_QUEUE           1024 /* Bigger than AIO_LISTIO_MAX */
108 #endif
109
110 #ifndef TARGET_AIO_PROCS
111 #define TARGET_AIO_PROCS        4
112 #endif
113
114 #ifndef MAX_BUF_AIO
115 #define MAX_BUF_AIO             16
116 #endif
117
118 #ifndef AIOD_TIMEOUT_DEFAULT
119 #define AIOD_TIMEOUT_DEFAULT    (10 * hz)
120 #endif
121
122 #ifndef AIOD_LIFETIME_DEFAULT
123 #define AIOD_LIFETIME_DEFAULT   (30 * hz)
124 #endif
125
126 FEATURE(aio, "Asynchronous I/O");
127
128 static MALLOC_DEFINE(M_LIO, "lio", "listio aio control block list");
129
130 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, aio, CTLFLAG_RW, 0, "Async IO management");
131
132 static int max_aio_procs = MAX_AIO_PROCS;
133 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_procs,
134         CTLFLAG_RW, &max_aio_procs, 0,
135         "Maximum number of kernel threads to use for handling async IO ");
136
137 static int num_aio_procs = 0;
138 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_aio_procs,
139         CTLFLAG_RD, &num_aio_procs, 0,
140         "Number of presently active kernel threads for async IO");
141
142 /*
143  * The code will adjust the actual number of AIO processes towards this
144  * number when it gets a chance.
145  */
146 static int target_aio_procs = TARGET_AIO_PROCS;
147 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, target_aio_procs, CTLFLAG_RW, &target_aio_procs,
148         0, "Preferred number of ready kernel threads for async IO");
149
150 static int max_queue_count = MAX_AIO_QUEUE;
151 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue, CTLFLAG_RW, &max_queue_count, 0,
152     "Maximum number of aio requests to queue, globally");
153
154 static int num_queue_count = 0;
155 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_queue_count, CTLFLAG_RD, &num_queue_count, 0,
156     "Number of queued aio requests");
157
158 static int num_buf_aio = 0;
159 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, num_buf_aio, CTLFLAG_RD, &num_buf_aio, 0,
160     "Number of aio requests presently handled by the buf subsystem");
161
162 /* Number of async I/O thread in the process of being started */
163 /* XXX This should be local to aio_aqueue() */
164 static int num_aio_resv_start = 0;
165
166 static int aiod_timeout;
167 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_timeout, CTLFLAG_RW, &aiod_timeout, 0,
168     "Timeout value for synchronous aio operations");
169
170 static int aiod_lifetime;
171 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, aiod_lifetime, CTLFLAG_RW, &aiod_lifetime, 0,
172     "Maximum lifetime for idle aiod");
173
174 static int unloadable = 0;
175 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, unloadable, CTLFLAG_RW, &unloadable, 0,
176     "Allow unload of aio (not recommended)");
177
178
179 static int max_aio_per_proc = MAX_AIO_PER_PROC;
180 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_per_proc, CTLFLAG_RW, &max_aio_per_proc,
181     0, "Maximum active aio requests per process (stored in the process)");
182
183 static int max_aio_queue_per_proc = MAX_AIO_QUEUE_PER_PROC;
184 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_aio_queue_per_proc, CTLFLAG_RW,
185     &max_aio_queue_per_proc, 0,
186     "Maximum queued aio requests per process (stored in the process)");
187
188 static int max_buf_aio = MAX_BUF_AIO;
189 SYSCTL_INT(_vfs_aio, OID_AUTO, max_buf_aio, CTLFLAG_RW, &max_buf_aio, 0,
190     "Maximum buf aio requests per process (stored in the process)");
191
192 typedef struct oaiocb {
193         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
194         off_t   aio_offset;             /* File offset for I/O */
195         volatile void *aio_buf;         /* I/O buffer in process space */
196         size_t  aio_nbytes;             /* Number of bytes for I/O */
197         struct  osigevent aio_sigevent; /* Signal to deliver */
198         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
199         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
200         struct  __aiocb_private _aiocb_private;
201 } oaiocb_t;
202
203 /*
204  * Below is a key of locks used to protect each member of struct aiocblist
205  * aioliojob and kaioinfo and any backends.
206  *
207  * * - need not protected
208  * a - locked by kaioinfo lock
209  * b - locked by backend lock, the backend lock can be null in some cases,
210  *     for example, BIO belongs to this type, in this case, proc lock is
211  *     reused.
212  * c - locked by aio_job_mtx, the lock for the generic file I/O backend.
213  */
214
215 /*
216  * Current, there is only two backends: BIO and generic file I/O.
217  * socket I/O is served by generic file I/O, this is not a good idea, since
218  * disk file I/O and any other types without O_NONBLOCK flag can block daemon
219  * threads, if there is no thread to serve socket I/O, the socket I/O will be
220  * delayed too long or starved, we should create some threads dedicated to
221  * sockets to do non-blocking I/O, same for pipe and fifo, for these I/O
222  * systems we really need non-blocking interface, fiddling O_NONBLOCK in file
223  * structure is not safe because there is race between userland and aio
224  * daemons.
225  */
226
227 struct aiocblist {
228         TAILQ_ENTRY(aiocblist) list;    /* (b) internal list of for backend */
229         TAILQ_ENTRY(aiocblist) plist;   /* (a) list of jobs for each backend */
230         TAILQ_ENTRY(aiocblist) allist;  /* (a) list of all jobs in proc */
231         int     jobflags;               /* (a) job flags */
232         int     jobstate;               /* (b) job state */
233         int     inputcharge;            /* (*) input blockes */
234         int     outputcharge;           /* (*) output blockes */
235         struct  buf *bp;                /* (*) private to BIO backend,
236                                          * buffer pointer
237                                          */
238         struct  proc *userproc;         /* (*) user process */
239         struct  ucred *cred;            /* (*) active credential when created */
240         struct  file *fd_file;          /* (*) pointer to file structure */
241         struct  aioliojob *lio;         /* (*) optional lio job */
242         struct  aiocb *uuaiocb;         /* (*) pointer in userspace of aiocb */
243         struct  knlist klist;           /* (a) list of knotes */
244         struct  aiocb uaiocb;           /* (*) kernel I/O control block */
245         ksiginfo_t ksi;                 /* (a) realtime signal info */
246         struct  task biotask;           /* (*) private to BIO backend */
247         uint64_t seqno;                 /* (*) job number */
248         int     pending;                /* (a) number of pending I/O, aio_fsync only */
249 };
250
251 /* jobflags */
252 #define AIOCBLIST_DONE          0x01
253 #define AIOCBLIST_BUFDONE       0x02
254 #define AIOCBLIST_RUNDOWN       0x04
255 #define AIOCBLIST_CHECKSYNC     0x08
256
257 /*
258  * AIO process info
259  */
260 #define AIOP_FREE       0x1                     /* proc on free queue */
261
262 struct aiothreadlist {
263         int aiothreadflags;                     /* (c) AIO proc flags */
264         TAILQ_ENTRY(aiothreadlist) list;        /* (c) list of processes */
265         struct thread *aiothread;               /* (*) the AIO thread */
266 };
267
268 /*
269  * data-structure for lio signal management
270  */
271 struct aioliojob {
272         int     lioj_flags;                     /* (a) listio flags */
273         int     lioj_count;                     /* (a) listio flags */
274         int     lioj_finished_count;            /* (a) listio flags */
275         struct  sigevent lioj_signal;           /* (a) signal on all I/O done */
276         TAILQ_ENTRY(aioliojob) lioj_list;       /* (a) lio list */
277         struct  knlist klist;                   /* (a) list of knotes */
278         ksiginfo_t lioj_ksi;                    /* (a) Realtime signal info */
279 };
280
281 #define LIOJ_SIGNAL             0x1     /* signal on all done (lio) */
282 #define LIOJ_SIGNAL_POSTED      0x2     /* signal has been posted */
283 #define LIOJ_KEVENT_POSTED      0x4     /* kevent triggered */
284
285 /*
286  * per process aio data structure
287  */
288 struct kaioinfo {
289         struct mtx      kaio_mtx;       /* the lock to protect this struct */
290         int     kaio_flags;             /* (a) per process kaio flags */
291         int     kaio_maxactive_count;   /* (*) maximum number of AIOs */
292         int     kaio_active_count;      /* (c) number of currently used AIOs */
293         int     kaio_qallowed_count;    /* (*) maxiumu size of AIO queue */
294         int     kaio_count;             /* (a) size of AIO queue */
295         int     kaio_ballowed_count;    /* (*) maximum number of buffers */
296         int     kaio_buffer_count;      /* (a) number of physio buffers */
297         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_all;        /* (a) all AIOs in the process */
298         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_done;       /* (a) done queue for process */
299         TAILQ_HEAD(,aioliojob) kaio_liojoblist; /* (a) list of lio jobs */
300         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_jobqueue;   /* (a) job queue for process */
301         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_bufqueue;   /* (a) buffer job queue for process */
302         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_sockqueue;  /* (a) queue for aios waiting on sockets,
303                                                  *  NOT USED YET.
304                                                  */
305         TAILQ_HEAD(,aiocblist) kaio_syncqueue;  /* (a) queue for aio_fsync */
306         struct  task    kaio_task;      /* (*) task to kick aio threads */
307 };
308
309 #define AIO_LOCK(ki)            mtx_lock(&(ki)->kaio_mtx)
310 #define AIO_UNLOCK(ki)          mtx_unlock(&(ki)->kaio_mtx)
311 #define AIO_LOCK_ASSERT(ki, f)  mtx_assert(&(ki)->kaio_mtx, (f))
312 #define AIO_MTX(ki)             (&(ki)->kaio_mtx)
313
314 #define KAIO_RUNDOWN    0x1     /* process is being run down */
315 #define KAIO_WAKEUP     0x2     /* wakeup process when there is a significant event */
316
317 /*
318  * Operations used to interact with userland aio control blocks.
319  * Different ABIs provide their own operations.
320  */
321 struct aiocb_ops {
322         int     (*copyin)(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob);
323         long    (*fetch_status)(struct aiocb *ujob);
324         long    (*fetch_error)(struct aiocb *ujob);
325         int     (*store_status)(struct aiocb *ujob, long status);
326         int     (*store_error)(struct aiocb *ujob, long error);
327         int     (*store_kernelinfo)(struct aiocb *ujob, long jobref);
328         int     (*store_aiocb)(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob);
329 };
330
331 static TAILQ_HEAD(,aiothreadlist) aio_freeproc;         /* (c) Idle daemons */
332 static struct sema aio_newproc_sem;
333 static struct mtx aio_job_mtx;
334 static struct mtx aio_sock_mtx;
335 static TAILQ_HEAD(,aiocblist) aio_jobs;                 /* (c) Async job list */
336 static struct unrhdr *aiod_unr;
337
338 void            aio_init_aioinfo(struct proc *p);
339 static int      aio_onceonly(void);
340 static int      aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe);
341 static void     aio_process_rw(struct aiocblist *aiocbe);
342 static void     aio_process_sync(struct aiocblist *aiocbe);
343 static void     aio_process_mlock(struct aiocblist *aiocbe);
344 static int      aio_newproc(int *);
345 int             aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job,
346                         struct aioliojob *lio, int type, struct aiocb_ops *ops);
347 static void     aio_physwakeup(struct buf *bp);
348 static void     aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p);
349 static void     aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp);
350 static int      aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *iocb);
351 static void     biohelper(void *, int);
352 static void     aio_daemon(void *param);
353 static void     aio_swake_cb(struct socket *, struct sockbuf *);
354 static int      aio_unload(void);
355 static void     aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type);
356 #define DONE_BUF        1
357 #define DONE_QUEUE      2
358 static int      aio_kick(struct proc *userp);
359 static void     aio_kick_nowait(struct proc *userp);
360 static void     aio_kick_helper(void *context, int pending);
361 static int      filt_aioattach(struct knote *kn);
362 static void     filt_aiodetach(struct knote *kn);
363 static int      filt_aio(struct knote *kn, long hint);
364 static int      filt_lioattach(struct knote *kn);
365 static void     filt_liodetach(struct knote *kn);
366 static int      filt_lio(struct knote *kn, long hint);
367
368 /*
369  * Zones for:
370  *      kaio    Per process async io info
371  *      aiop    async io thread data
372  *      aiocb   async io jobs
373  *      aiol    list io job pointer - internal to aio_suspend XXX
374  *      aiolio  list io jobs
375  */
376 static uma_zone_t kaio_zone, aiop_zone, aiocb_zone, aiol_zone, aiolio_zone;
377
378 /* kqueue filters for aio */
379 static struct filterops aio_filtops = {
380         .f_isfd = 0,
381         .f_attach = filt_aioattach,
382         .f_detach = filt_aiodetach,
383         .f_event = filt_aio,
384 };
385 static struct filterops lio_filtops = {
386         .f_isfd = 0,
387         .f_attach = filt_lioattach,
388         .f_detach = filt_liodetach,
389         .f_event = filt_lio
390 };
391
392 static eventhandler_tag exit_tag, exec_tag;
393
394 TASKQUEUE_DEFINE_THREAD(aiod_bio);
395
396 /*
397  * Main operations function for use as a kernel module.
398  */
399 static int
400 aio_modload(struct module *module, int cmd, void *arg)
401 {
402         int error = 0;
403
404         switch (cmd) {
405         case MOD_LOAD:
406                 aio_onceonly();
407                 break;
408         case MOD_UNLOAD:
409                 error = aio_unload();
410                 break;
411         case MOD_SHUTDOWN:
412                 break;
413         default:
414                 error = EINVAL;
415                 break;
416         }
417         return (error);
418 }
419
420 static moduledata_t aio_mod = {
421         "aio",
422         &aio_modload,
423         NULL
424 };
425
426 static struct syscall_helper_data aio_syscalls[] = {
427         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_cancel),
428         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_error),
429         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_fsync),
430         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_mlock),
431         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_read),
432         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_return),
433         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_suspend),
434         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_waitcomplete),
435         SYSCALL_INIT_HELPER(aio_write),
436         SYSCALL_INIT_HELPER(lio_listio),
437         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_read),
438         SYSCALL_INIT_HELPER(oaio_write),
439         SYSCALL_INIT_HELPER(olio_listio),
440         SYSCALL_INIT_LAST
441 };
442
443 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
444 #include <sys/mount.h>
445 #include <sys/socket.h>
446 #include <compat/freebsd32/freebsd32.h>
447 #include <compat/freebsd32/freebsd32_proto.h>
448 #include <compat/freebsd32/freebsd32_signal.h>
449 #include <compat/freebsd32/freebsd32_syscall.h>
450 #include <compat/freebsd32/freebsd32_util.h>
451
452 static struct syscall_helper_data aio32_syscalls[] = {
453         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_return),
454         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_suspend),
455         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_cancel),
456         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_error),
457         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_fsync),
458         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_mlock),
459         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_read),
460         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_write),
461         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_aio_waitcomplete),
462         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_lio_listio),
463         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_read),
464         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_oaio_write),
465         SYSCALL32_INIT_HELPER(freebsd32_olio_listio),
466         SYSCALL_INIT_LAST
467 };
468 #endif
469
470 DECLARE_MODULE(aio, aio_mod,
471         SI_SUB_VFS, SI_ORDER_ANY);
472 MODULE_VERSION(aio, 1);
473
474 /*
475  * Startup initialization
476  */
477 static int
478 aio_onceonly(void)
479 {
480         int error;
481
482         /* XXX: should probably just use so->callback */
483         aio_swake = &aio_swake_cb;
484         exit_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exit, aio_proc_rundown, NULL,
485             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
486         exec_tag = EVENTHANDLER_REGISTER(process_exec, aio_proc_rundown_exec, NULL,
487             EVENTHANDLER_PRI_ANY);
488         kqueue_add_filteropts(EVFILT_AIO, &aio_filtops);
489         kqueue_add_filteropts(EVFILT_LIO, &lio_filtops);
490         TAILQ_INIT(&aio_freeproc);
491         sema_init(&aio_newproc_sem, 0, "aio_new_proc");
492         mtx_init(&aio_job_mtx, "aio_job", NULL, MTX_DEF);
493         mtx_init(&aio_sock_mtx, "aio_sock", NULL, MTX_DEF);
494         TAILQ_INIT(&aio_jobs);
495         aiod_unr = new_unrhdr(1, INT_MAX, NULL);
496         kaio_zone = uma_zcreate("AIO", sizeof(struct kaioinfo), NULL, NULL,
497             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
498         aiop_zone = uma_zcreate("AIOP", sizeof(struct aiothreadlist), NULL,
499             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
500         aiocb_zone = uma_zcreate("AIOCB", sizeof(struct aiocblist), NULL, NULL,
501             NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
502         aiol_zone = uma_zcreate("AIOL", AIO_LISTIO_MAX*sizeof(intptr_t) , NULL,
503             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
504         aiolio_zone = uma_zcreate("AIOLIO", sizeof(struct aioliojob), NULL,
505             NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, UMA_ZONE_NOFREE);
506         aiod_timeout = AIOD_TIMEOUT_DEFAULT;
507         aiod_lifetime = AIOD_LIFETIME_DEFAULT;
508         jobrefid = 1;
509         async_io_version = _POSIX_VERSION;
510         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, AIO_LISTIO_MAX);
511         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, MAX_AIO_QUEUE);
512         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, 0);
513
514         error = syscall_helper_register(aio_syscalls);
515         if (error)
516                 return (error);
517 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
518         error = syscall32_helper_register(aio32_syscalls);
519         if (error)
520                 return (error);
521 #endif
522         return (0);
523 }
524
525 /*
526  * Callback for unload of AIO when used as a module.
527  */
528 static int
529 aio_unload(void)
530 {
531         int error;
532
533         /*
534          * XXX: no unloads by default, it's too dangerous.
535          * perhaps we could do it if locked out callers and then
536          * did an aio_proc_rundown() on each process.
537          *
538          * jhb: aio_proc_rundown() needs to run on curproc though,
539          * so I don't think that would fly.
540          */
541         if (!unloadable)
542                 return (EOPNOTSUPP);
543
544 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
545         syscall32_helper_unregister(aio32_syscalls);
546 #endif
547         syscall_helper_unregister(aio_syscalls);
548
549         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_AIO);
550         if (error)
551                 return error;
552         error = kqueue_del_filteropts(EVFILT_LIO);
553         if (error)
554                 return error;
555         async_io_version = 0;
556         aio_swake = NULL;
557         taskqueue_free(taskqueue_aiod_bio);
558         delete_unrhdr(aiod_unr);
559         uma_zdestroy(kaio_zone);
560         uma_zdestroy(aiop_zone);
561         uma_zdestroy(aiocb_zone);
562         uma_zdestroy(aiol_zone);
563         uma_zdestroy(aiolio_zone);
564         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exit, exit_tag);
565         EVENTHANDLER_DEREGISTER(process_exec, exec_tag);
566         mtx_destroy(&aio_job_mtx);
567         mtx_destroy(&aio_sock_mtx);
568         sema_destroy(&aio_newproc_sem);
569         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_LISTIO_MAX, -1);
570         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_MAX, -1);
571         p31b_setcfg(CTL_P1003_1B_AIO_PRIO_DELTA_MAX, -1);
572         return (0);
573 }
574
575 /*
576  * Init the per-process aioinfo structure.  The aioinfo limits are set
577  * per-process for user limit (resource) management.
578  */
579 void
580 aio_init_aioinfo(struct proc *p)
581 {
582         struct kaioinfo *ki;
583
584         ki = uma_zalloc(kaio_zone, M_WAITOK);
585         mtx_init(&ki->kaio_mtx, "aiomtx", NULL, MTX_DEF);
586         ki->kaio_flags = 0;
587         ki->kaio_maxactive_count = max_aio_per_proc;
588         ki->kaio_active_count = 0;
589         ki->kaio_qallowed_count = max_aio_queue_per_proc;
590         ki->kaio_count = 0;
591         ki->kaio_ballowed_count = max_buf_aio;
592         ki->kaio_buffer_count = 0;
593         TAILQ_INIT(&ki->kaio_all);
594         TAILQ_INIT(&ki->kaio_done);
595         TAILQ_INIT(&ki->kaio_jobqueue);
596         TAILQ_INIT(&ki->kaio_bufqueue);
597         TAILQ_INIT(&ki->kaio_liojoblist);
598         TAILQ_INIT(&ki->kaio_sockqueue);
599         TAILQ_INIT(&ki->kaio_syncqueue);
600         TASK_INIT(&ki->kaio_task, 0, aio_kick_helper, p);
601         PROC_LOCK(p);
602         if (p->p_aioinfo == NULL) {
603                 p->p_aioinfo = ki;
604                 PROC_UNLOCK(p);
605         } else {
606                 PROC_UNLOCK(p);
607                 mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
608                 uma_zfree(kaio_zone, ki);
609         }
610
611         while (num_aio_procs < MIN(target_aio_procs, max_aio_procs))
612                 aio_newproc(NULL);
613 }
614
615 static int
616 aio_sendsig(struct proc *p, struct sigevent *sigev, ksiginfo_t *ksi)
617 {
618         struct thread *td;
619         int error;
620
621         error = sigev_findtd(p, sigev, &td);
622         if (error)
623                 return (error);
624         if (!KSI_ONQ(ksi)) {
625                 ksiginfo_set_sigev(ksi, sigev);
626                 ksi->ksi_code = SI_ASYNCIO;
627                 ksi->ksi_flags |= KSI_EXT | KSI_INS;
628                 tdsendsignal(p, td, ksi->ksi_signo, ksi);
629         }
630         PROC_UNLOCK(p);
631         return (error);
632 }
633
634 /*
635  * Free a job entry.  Wait for completion if it is currently active, but don't
636  * delay forever.  If we delay, we return a flag that says that we have to
637  * restart the queue scan.
638  */
639 static int
640 aio_free_entry(struct aiocblist *aiocbe)
641 {
642         struct kaioinfo *ki;
643         struct aioliojob *lj;
644         struct proc *p;
645
646         p = aiocbe->userproc;
647         MPASS(curproc == p);
648         ki = p->p_aioinfo;
649         MPASS(ki != NULL);
650
651         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
652         MPASS(aiocbe->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
653
654         atomic_subtract_int(&num_queue_count, 1);
655
656         ki->kaio_count--;
657         MPASS(ki->kaio_count >= 0);
658
659         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
660         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
661
662         lj = aiocbe->lio;
663         if (lj) {
664                 lj->lioj_count--;
665                 lj->lioj_finished_count--;
666
667                 if (lj->lioj_count == 0) {
668                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
669                         /* lio is going away, we need to destroy any knotes */
670                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
671                         PROC_LOCK(p);
672                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
673                         PROC_UNLOCK(p);
674                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
675                 }
676         }
677
678         /* aiocbe is going away, we need to destroy any knotes */
679         knlist_delete(&aiocbe->klist, curthread, 1);
680         PROC_LOCK(p);
681         sigqueue_take(&aiocbe->ksi);
682         PROC_UNLOCK(p);
683
684         MPASS(aiocbe->bp == NULL);
685         aiocbe->jobstate = JOBST_NULL;
686         AIO_UNLOCK(ki);
687
688         /*
689          * The thread argument here is used to find the owning process
690          * and is also passed to fo_close() which may pass it to various
691          * places such as devsw close() routines.  Because of that, we
692          * need a thread pointer from the process owning the job that is
693          * persistent and won't disappear out from under us or move to
694          * another process.
695          *
696          * Currently, all the callers of this function call it to remove
697          * an aiocblist from the current process' job list either via a
698          * syscall or due to the current process calling exit() or
699          * execve().  Thus, we know that p == curproc.  We also know that
700          * curthread can't exit since we are curthread.
701          *
702          * Therefore, we use curthread as the thread to pass to
703          * knlist_delete().  This does mean that it is possible for the
704          * thread pointer at close time to differ from the thread pointer
705          * at open time, but this is already true of file descriptors in
706          * a multithreaded process.
707          */
708         if (aiocbe->fd_file)
709                 fdrop(aiocbe->fd_file, curthread);
710         crfree(aiocbe->cred);
711         uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
712         AIO_LOCK(ki);
713
714         return (0);
715 }
716
717 static void
718 aio_proc_rundown_exec(void *arg, struct proc *p, struct image_params *imgp __unused)
719 {
720         aio_proc_rundown(arg, p);
721 }
722
723 /*
724  * Rundown the jobs for a given process.
725  */
726 static void
727 aio_proc_rundown(void *arg, struct proc *p)
728 {
729         struct kaioinfo *ki;
730         struct aioliojob *lj;
731         struct aiocblist *cbe, *cbn;
732         struct file *fp;
733         struct socket *so;
734         int remove;
735
736         KASSERT(curthread->td_proc == p,
737             ("%s: called on non-curproc", __func__));
738         ki = p->p_aioinfo;
739         if (ki == NULL)
740                 return;
741
742         AIO_LOCK(ki);
743         ki->kaio_flags |= KAIO_RUNDOWN;
744
745 restart:
746
747         /*
748          * Try to cancel all pending requests. This code simulates
749          * aio_cancel on all pending I/O requests.
750          */
751         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
752                 remove = 0;
753                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
754                 if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
755                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
756                         remove = 1;
757                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
758                         fp = cbe->fd_file;
759                         MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
760                         so = fp->f_data;
761                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
762                         remove = 1;
763                 } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
764                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
765                         remove = 1;
766                 }
767                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
768
769                 if (remove) {
770                         cbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
771                         cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
772                         cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
773                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
774                         aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
775                 }
776         }
777
778         /* Wait for all running I/O to be finished */
779         if (TAILQ_FIRST(&ki->kaio_bufqueue) ||
780             TAILQ_FIRST(&ki->kaio_jobqueue)) {
781                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
782                 msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO, "aioprn", hz);
783                 goto restart;
784         }
785
786         /* Free all completed I/O requests. */
787         while ((cbe = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) != NULL)
788                 aio_free_entry(cbe);
789
790         while ((lj = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_liojoblist)) != NULL) {
791                 if (lj->lioj_count == 0) {
792                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
793                         knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
794                         PROC_LOCK(p);
795                         sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
796                         PROC_UNLOCK(p);
797                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
798                 } else {
799                         panic("LIO job not cleaned up: C:%d, FC:%d\n",
800                             lj->lioj_count, lj->lioj_finished_count);
801                 }
802         }
803         AIO_UNLOCK(ki);
804         taskqueue_drain(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
805         mtx_destroy(&ki->kaio_mtx);
806         uma_zfree(kaio_zone, ki);
807         p->p_aioinfo = NULL;
808 }
809
810 /*
811  * Select a job to run (called by an AIO daemon).
812  */
813 static struct aiocblist *
814 aio_selectjob(struct aiothreadlist *aiop)
815 {
816         struct aiocblist *aiocbe;
817         struct kaioinfo *ki;
818         struct proc *userp;
819
820         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
821         TAILQ_FOREACH(aiocbe, &aio_jobs, list) {
822                 userp = aiocbe->userproc;
823                 ki = userp->p_aioinfo;
824
825                 if (ki->kaio_active_count < ki->kaio_maxactive_count) {
826                         TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, aiocbe, list);
827                         /* Account for currently active jobs. */
828                         ki->kaio_active_count++;
829                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBRUNNING;
830                         break;
831                 }
832         }
833         return (aiocbe);
834 }
835
836 /*
837  *  Move all data to a permanent storage device, this code
838  *  simulates fsync syscall.
839  */
840 static int
841 aio_fsync_vnode(struct thread *td, struct vnode *vp)
842 {
843         struct mount *mp;
844         int error;
845
846         if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH)) != 0)
847                 goto drop;
848         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
849         if (vp->v_object != NULL) {
850                 VM_OBJECT_WLOCK(vp->v_object);
851                 vm_object_page_clean(vp->v_object, 0, 0, 0);
852                 VM_OBJECT_WUNLOCK(vp->v_object);
853         }
854         error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
855
856         VOP_UNLOCK(vp, 0);
857         vn_finished_write(mp);
858 drop:
859         return (error);
860 }
861
862 /*
863  * The AIO processing activity for LIO_READ/LIO_WRITE.  This is the code that
864  * does the I/O request for the non-physio version of the operations.  The
865  * normal vn operations are used, and this code should work in all instances
866  * for every type of file, including pipes, sockets, fifos, and regular files.
867  *
868  * XXX I don't think it works well for socket, pipe, and fifo.
869  */
870 static void
871 aio_process_rw(struct aiocblist *aiocbe)
872 {
873         struct ucred *td_savedcred;
874         struct thread *td;
875         struct aiocb *cb;
876         struct file *fp;
877         struct socket *so;
878         struct uio auio;
879         struct iovec aiov;
880         int cnt;
881         int error;
882         int oublock_st, oublock_end;
883         int inblock_st, inblock_end;
884
885         KASSERT(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ ||
886             aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE,
887             ("%s: opcode %d", __func__, aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode));
888
889         td = curthread;
890         td_savedcred = td->td_ucred;
891         td->td_ucred = aiocbe->cred;
892         cb = &aiocbe->uaiocb;
893         fp = aiocbe->fd_file;
894
895         aiov.iov_base = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
896         aiov.iov_len = cb->aio_nbytes;
897
898         auio.uio_iov = &aiov;
899         auio.uio_iovcnt = 1;
900         auio.uio_offset = cb->aio_offset;
901         auio.uio_resid = cb->aio_nbytes;
902         cnt = cb->aio_nbytes;
903         auio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
904         auio.uio_td = td;
905
906         inblock_st = td->td_ru.ru_inblock;
907         oublock_st = td->td_ru.ru_oublock;
908         /*
909          * aio_aqueue() acquires a reference to the file that is
910          * released in aio_free_entry().
911          */
912         if (cb->aio_lio_opcode == LIO_READ) {
913                 auio.uio_rw = UIO_READ;
914                 if (auio.uio_resid == 0)
915                         error = 0;
916                 else
917                         error = fo_read(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
918         } else {
919                 if (fp->f_type == DTYPE_VNODE)
920                         bwillwrite();
921                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
922                 error = fo_write(fp, &auio, fp->f_cred, FOF_OFFSET, td);
923         }
924         inblock_end = td->td_ru.ru_inblock;
925         oublock_end = td->td_ru.ru_oublock;
926
927         aiocbe->inputcharge = inblock_end - inblock_st;
928         aiocbe->outputcharge = oublock_end - oublock_st;
929
930         if ((error) && (auio.uio_resid != cnt)) {
931                 if (error == ERESTART || error == EINTR || error == EWOULDBLOCK)
932                         error = 0;
933                 if ((error == EPIPE) && (cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE)) {
934                         int sigpipe = 1;
935                         if (fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
936                                 so = fp->f_data;
937                                 if (so->so_options & SO_NOSIGPIPE)
938                                         sigpipe = 0;
939                         }
940                         if (sigpipe) {
941                                 PROC_LOCK(aiocbe->userproc);
942                                 kern_psignal(aiocbe->userproc, SIGPIPE);
943                                 PROC_UNLOCK(aiocbe->userproc);
944                         }
945                 }
946         }
947
948         cnt -= auio.uio_resid;
949         cb->_aiocb_private.error = error;
950         cb->_aiocb_private.status = cnt;
951         td->td_ucred = td_savedcred;
952 }
953
954 static void
955 aio_process_sync(struct aiocblist *aiocbe)
956 {
957         struct thread *td = curthread;
958         struct ucred *td_savedcred = td->td_ucred;
959         struct aiocb *cb = &aiocbe->uaiocb;
960         struct file *fp = aiocbe->fd_file;
961         int error = 0;
962
963         KASSERT(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_SYNC,
964             ("%s: opcode %d", __func__, aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode));
965
966         td->td_ucred = aiocbe->cred;
967         if (fp->f_vnode != NULL)
968                 error = aio_fsync_vnode(td, fp->f_vnode);
969         cb->_aiocb_private.error = error;
970         cb->_aiocb_private.status = 0;
971         td->td_ucred = td_savedcred;
972 }
973
974 static void
975 aio_process_mlock(struct aiocblist *aiocbe)
976 {
977         struct aiocb *cb = &aiocbe->uaiocb;
978         int error;
979
980         KASSERT(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_MLOCK,
981             ("%s: opcode %d", __func__, aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode));
982
983         error = vm_mlock(aiocbe->userproc, aiocbe->cred,
984             __DEVOLATILE(void *, cb->aio_buf), cb->aio_nbytes);
985         cb->_aiocb_private.error = error;
986         cb->_aiocb_private.status = 0;
987 }
988
989 static void
990 aio_bio_done_notify(struct proc *userp, struct aiocblist *aiocbe, int type)
991 {
992         struct aioliojob *lj;
993         struct kaioinfo *ki;
994         struct aiocblist *scb, *scbn;
995         int lj_done;
996
997         ki = userp->p_aioinfo;
998         AIO_LOCK_ASSERT(ki, MA_OWNED);
999         lj = aiocbe->lio;
1000         lj_done = 0;
1001         if (lj) {
1002                 lj->lioj_finished_count++;
1003                 if (lj->lioj_count == lj->lioj_finished_count)
1004                         lj_done = 1;
1005         }
1006         if (type == DONE_QUEUE) {
1007                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_DONE;
1008         } else {
1009                 aiocbe->jobflags |= AIOCBLIST_BUFDONE;
1010         }
1011         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_done, aiocbe, plist);
1012         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBFINISHED;
1013
1014         if (ki->kaio_flags & KAIO_RUNDOWN)
1015                 goto notification_done;
1016
1017         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1018             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)
1019                 aio_sendsig(userp, &aiocbe->uaiocb.aio_sigevent, &aiocbe->ksi);
1020
1021         KNOTE_LOCKED(&aiocbe->klist, 1);
1022
1023         if (lj_done) {
1024                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
1025                         lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
1026                         KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
1027                 }
1028                 if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
1029                     == LIOJ_SIGNAL
1030                     && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1031                         lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
1032                         aio_sendsig(userp, &lj->lioj_signal, &lj->lioj_ksi);
1033                         lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
1034                 }
1035         }
1036
1037 notification_done:
1038         if (aiocbe->jobflags & AIOCBLIST_CHECKSYNC) {
1039                 TAILQ_FOREACH_SAFE(scb, &ki->kaio_syncqueue, list, scbn) {
1040                         if (aiocbe->fd_file == scb->fd_file &&
1041                             aiocbe->seqno < scb->seqno) {
1042                                 if (--scb->pending == 0) {
1043                                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1044                                         scb->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1045                                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, scb, list);
1046                                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, scb, list);
1047                                         aio_kick_nowait(userp);
1048                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1049                                 }
1050                         }
1051                 }
1052         }
1053         if (ki->kaio_flags & KAIO_WAKEUP) {
1054                 ki->kaio_flags &= ~KAIO_WAKEUP;
1055                 wakeup(&userp->p_aioinfo);
1056         }
1057 }
1058
1059 /*
1060  * The AIO daemon, most of the actual work is done in aio_process_*,
1061  * but the setup (and address space mgmt) is done in this routine.
1062  */
1063 static void
1064 aio_daemon(void *_id)
1065 {
1066         struct aiocblist *aiocbe;
1067         struct aiothreadlist *aiop;
1068         struct kaioinfo *ki;
1069         struct proc *curcp, *mycp, *userp;
1070         struct vmspace *myvm, *tmpvm;
1071         struct thread *td = curthread;
1072         int id = (intptr_t)_id;
1073
1074         /*
1075          * Local copies of curproc (cp) and vmspace (myvm)
1076          */
1077         mycp = td->td_proc;
1078         myvm = mycp->p_vmspace;
1079
1080         KASSERT(mycp->p_textvp == NULL, ("kthread has a textvp"));
1081
1082         /*
1083          * Allocate and ready the aio control info.  There is one aiop structure
1084          * per daemon.
1085          */
1086         aiop = uma_zalloc(aiop_zone, M_WAITOK);
1087         aiop->aiothread = td;
1088         aiop->aiothreadflags = 0;
1089
1090         /* The daemon resides in its own pgrp. */
1091         sys_setsid(td, NULL);
1092
1093         /*
1094          * Wakeup parent process.  (Parent sleeps to keep from blasting away
1095          * and creating too many daemons.)
1096          */
1097         sema_post(&aio_newproc_sem);
1098
1099         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1100         for (;;) {
1101                 /*
1102                  * curcp is the current daemon process context.
1103                  * userp is the current user process context.
1104                  */
1105                 curcp = mycp;
1106
1107                 /*
1108                  * Take daemon off of free queue
1109                  */
1110                 if (aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) {
1111                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1112                         aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1113                 }
1114
1115                 /*
1116                  * Check for jobs.
1117                  */
1118                 while ((aiocbe = aio_selectjob(aiop)) != NULL) {
1119                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1120                         userp = aiocbe->userproc;
1121
1122                         /*
1123                          * Connect to process address space for user program.
1124                          */
1125                         if (userp != curcp) {
1126                                 /*
1127                                  * Save the current address space that we are
1128                                  * connected to.
1129                                  */
1130                                 tmpvm = mycp->p_vmspace;
1131
1132                                 /*
1133                                  * Point to the new user address space, and
1134                                  * refer to it.
1135                                  */
1136                                 mycp->p_vmspace = userp->p_vmspace;
1137                                 atomic_add_int(&mycp->p_vmspace->vm_refcnt, 1);
1138
1139                                 /* Activate the new mapping. */
1140                                 pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1141
1142                                 /*
1143                                  * If the old address space wasn't the daemons
1144                                  * own address space, then we need to remove the
1145                                  * daemon's reference from the other process
1146                                  * that it was acting on behalf of.
1147                                  */
1148                                 if (tmpvm != myvm) {
1149                                         vmspace_free(tmpvm);
1150                                 }
1151                                 curcp = userp;
1152                         }
1153
1154                         ki = userp->p_aioinfo;
1155
1156                         /* Do the I/O function. */
1157                         switch(aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1158                         case LIO_READ:
1159                         case LIO_WRITE:
1160                                 aio_process_rw(aiocbe);
1161                                 break;
1162                         case LIO_SYNC:
1163                                 aio_process_sync(aiocbe);
1164                                 break;
1165                         case LIO_MLOCK:
1166                                 aio_process_mlock(aiocbe);
1167                                 break;
1168                         }
1169
1170                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1171                         /* Decrement the active job count. */
1172                         ki->kaio_active_count--;
1173                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1174
1175                         AIO_LOCK(ki);
1176                         TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1177                         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_QUEUE);
1178                         AIO_UNLOCK(ki);
1179
1180                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1181                 }
1182
1183                 /*
1184                  * Disconnect from user address space.
1185                  */
1186                 if (curcp != mycp) {
1187
1188                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1189
1190                         /* Get the user address space to disconnect from. */
1191                         tmpvm = mycp->p_vmspace;
1192
1193                         /* Get original address space for daemon. */
1194                         mycp->p_vmspace = myvm;
1195
1196                         /* Activate the daemon's address space. */
1197                         pmap_activate(FIRST_THREAD_IN_PROC(mycp));
1198 #ifdef DIAGNOSTIC
1199                         if (tmpvm == myvm) {
1200                                 printf("AIOD: vmspace problem -- %d\n",
1201                                     mycp->p_pid);
1202                         }
1203 #endif
1204                         /* Remove our vmspace reference. */
1205                         vmspace_free(tmpvm);
1206
1207                         curcp = mycp;
1208
1209                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1210                         /*
1211                          * We have to restart to avoid race, we only sleep if
1212                          * no job can be selected, that should be
1213                          * curcp == mycp.
1214                          */
1215                         continue;
1216                 }
1217
1218                 mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1219
1220                 TAILQ_INSERT_HEAD(&aio_freeproc, aiop, list);
1221                 aiop->aiothreadflags |= AIOP_FREE;
1222
1223                 /*
1224                  * If daemon is inactive for a long time, allow it to exit,
1225                  * thereby freeing resources.
1226                  */
1227                 if (msleep(aiop->aiothread, &aio_job_mtx, PRIBIO, "aiordy",
1228                     aiod_lifetime)) {
1229                         if (TAILQ_EMPTY(&aio_jobs)) {
1230                                 if ((aiop->aiothreadflags & AIOP_FREE) &&
1231                                     (num_aio_procs > target_aio_procs)) {
1232                                         TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1233                                         num_aio_procs--;
1234                                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1235                                         uma_zfree(aiop_zone, aiop);
1236                                         free_unr(aiod_unr, id);
1237 #ifdef DIAGNOSTIC
1238                                         if (mycp->p_vmspace->vm_refcnt <= 1) {
1239                                                 printf("AIOD: bad vm refcnt for"
1240                                                     " exiting daemon: %d\n",
1241                                                     mycp->p_vmspace->vm_refcnt);
1242                                         }
1243 #endif
1244                                         kproc_exit(0);
1245                                 }
1246                         }
1247                 }
1248         }
1249         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1250         panic("shouldn't be here\n");
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Create a new AIO daemon. This is mostly a kernel-thread fork routine. The
1255  * AIO daemon modifies its environment itself.
1256  */
1257 static int
1258 aio_newproc(int *start)
1259 {
1260         int error;
1261         struct proc *p;
1262         int id;
1263
1264         id = alloc_unr(aiod_unr);
1265         error = kproc_create(aio_daemon, (void *)(intptr_t)id, &p,
1266                 RFNOWAIT, 0, "aiod%d", id);
1267         if (error == 0) {
1268                 /*
1269                  * Wait until daemon is started.
1270                  */
1271                 sema_wait(&aio_newproc_sem);
1272                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1273                 num_aio_procs++;
1274                 if (start != NULL)
1275                         (*start)--;
1276                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1277         } else {
1278                 free_unr(aiod_unr, id);
1279         }
1280         return (error);
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Try the high-performance, low-overhead physio method for eligible
1285  * VCHR devices.  This method doesn't use an aio helper thread, and
1286  * thus has very low overhead.
1287  *
1288  * Assumes that the caller, aio_aqueue(), has incremented the file
1289  * structure's reference count, preventing its deallocation for the
1290  * duration of this call.
1291  */
1292 static int
1293 aio_qphysio(struct proc *p, struct aiocblist *aiocbe)
1294 {
1295         struct aiocb *cb;
1296         struct file *fp;
1297         struct buf *bp;
1298         struct vnode *vp;
1299         struct cdevsw *csw;
1300         struct cdev *dev;
1301         struct kaioinfo *ki;
1302         struct aioliojob *lj;
1303         int error, ref;
1304
1305         cb = &aiocbe->uaiocb;
1306         fp = aiocbe->fd_file;
1307
1308         if (fp == NULL || fp->f_type != DTYPE_VNODE)
1309                 return (-1);
1310
1311         vp = fp->f_vnode;
1312
1313         /*
1314          * If its not a disk, we don't want to return a positive error.
1315          * It causes the aio code to not fall through to try the thread
1316          * way when you're talking to a regular file.
1317          */
1318         if (!vn_isdisk(vp, &error)) {
1319                 if (error == ENOTBLK)
1320                         return (-1);
1321                 else
1322                         return (error);
1323         }
1324
1325         if (vp->v_bufobj.bo_bsize == 0)
1326                 return (-1);
1327
1328         if (cb->aio_nbytes % vp->v_bufobj.bo_bsize)
1329                 return (-1);
1330
1331         if (cb->aio_nbytes >
1332             MAXPHYS - (((vm_offset_t) cb->aio_buf) & PAGE_MASK))
1333                 return (-1);
1334
1335         ki = p->p_aioinfo;
1336         if (ki->kaio_buffer_count >= ki->kaio_ballowed_count)
1337                 return (-1);
1338
1339         ref = 0;
1340         csw = devvn_refthread(vp, &dev, &ref);
1341         if (csw == NULL)
1342                 return (ENXIO);
1343         if (cb->aio_nbytes > dev->si_iosize_max) {
1344                 error = -1;
1345                 goto unref;
1346         }
1347
1348         /* Create and build a buffer header for a transfer. */
1349         bp = (struct buf *)getpbuf(NULL);
1350         BUF_KERNPROC(bp);
1351
1352         AIO_LOCK(ki);
1353         ki->kaio_count++;
1354         ki->kaio_buffer_count++;
1355         lj = aiocbe->lio;
1356         if (lj)
1357                 lj->lioj_count++;
1358         AIO_UNLOCK(ki);
1359
1360         /*
1361          * Get a copy of the kva from the physical buffer.
1362          */
1363         error = 0;
1364
1365         bp->b_bcount = cb->aio_nbytes;
1366         bp->b_bufsize = cb->aio_nbytes;
1367         bp->b_iodone = aio_physwakeup;
1368         bp->b_saveaddr = bp->b_data;
1369         bp->b_data = (void *)(uintptr_t)cb->aio_buf;
1370         bp->b_offset = cb->aio_offset;
1371         bp->b_iooffset = cb->aio_offset;
1372         bp->b_blkno = btodb(cb->aio_offset);
1373         bp->b_iocmd = cb->aio_lio_opcode == LIO_WRITE ? BIO_WRITE : BIO_READ;
1374
1375         /*
1376          * Bring buffer into kernel space.
1377          */
1378         if (vmapbuf(bp, (dev->si_flags & SI_UNMAPPED) == 0) < 0) {
1379                 error = EFAULT;
1380                 goto doerror;
1381         }
1382
1383         AIO_LOCK(ki);
1384         aiocbe->bp = bp;
1385         bp->b_caller1 = (void *)aiocbe;
1386         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
1387         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1388         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQBUF;
1389         cb->_aiocb_private.status = cb->aio_nbytes;
1390         AIO_UNLOCK(ki);
1391
1392         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1393         atomic_add_int(&num_buf_aio, 1);
1394
1395         bp->b_error = 0;
1396
1397         TASK_INIT(&aiocbe->biotask, 0, biohelper, aiocbe);
1398
1399         /* Perform transfer. */
1400         dev_strategy_csw(dev, csw, bp);
1401         dev_relthread(dev, ref);
1402         return (0);
1403
1404 doerror:
1405         AIO_LOCK(ki);
1406         ki->kaio_count--;
1407         ki->kaio_buffer_count--;
1408         if (lj)
1409                 lj->lioj_count--;
1410         aiocbe->bp = NULL;
1411         AIO_UNLOCK(ki);
1412         relpbuf(bp, NULL);
1413 unref:
1414         dev_relthread(dev, ref);
1415         return (error);
1416 }
1417
1418 /*
1419  * Wake up aio requests that may be serviceable now.
1420  */
1421 static void
1422 aio_swake_cb(struct socket *so, struct sockbuf *sb)
1423 {
1424         struct aiocblist *cb, *cbn;
1425         int opcode;
1426
1427         SOCKBUF_LOCK_ASSERT(sb);
1428         if (sb == &so->so_snd)
1429                 opcode = LIO_WRITE;
1430         else
1431                 opcode = LIO_READ;
1432
1433         sb->sb_flags &= ~SB_AIO;
1434         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1435         TAILQ_FOREACH_SAFE(cb, &so->so_aiojobq, list, cbn) {
1436                 if (opcode == cb->uaiocb.aio_lio_opcode) {
1437                         if (cb->jobstate != JOBST_JOBQSOCK)
1438                                 panic("invalid queue value");
1439                         /* XXX
1440                          * We don't have actual sockets backend yet,
1441                          * so we simply move the requests to the generic
1442                          * file I/O backend.
1443                          */
1444                         TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cb, list);
1445                         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, cb, list);
1446                         aio_kick_nowait(cb->userproc);
1447                 }
1448         }
1449         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1450 }
1451
1452 static int
1453 convert_old_sigevent(struct osigevent *osig, struct sigevent *nsig)
1454 {
1455
1456         /*
1457          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
1458          * supported by AIO with the old sigevent structure.
1459          */
1460         nsig->sigev_notify = osig->sigev_notify;
1461         switch (nsig->sigev_notify) {
1462         case SIGEV_NONE:
1463                 break;
1464         case SIGEV_SIGNAL:
1465                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
1466                 break;
1467         case SIGEV_KEVENT:
1468                 nsig->sigev_notify_kqueue =
1469                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
1470                 nsig->sigev_value.sival_ptr = osig->sigev_value.sival_ptr;
1471                 break;
1472         default:
1473                 return (EINVAL);
1474         }
1475         return (0);
1476 }
1477
1478 static int
1479 aiocb_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1480 {
1481         struct oaiocb *ojob;
1482         int error;
1483
1484         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
1485         error = copyin(ujob, kjob, sizeof(struct oaiocb));
1486         if (error)
1487                 return (error);
1488         ojob = (struct oaiocb *)kjob;
1489         return (convert_old_sigevent(&ojob->aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
1490 }
1491
1492 static int
1493 aiocb_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
1494 {
1495
1496         return (copyin(ujob, kjob, sizeof(struct aiocb)));
1497 }
1498
1499 static long
1500 aiocb_fetch_status(struct aiocb *ujob)
1501 {
1502
1503         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.status));
1504 }
1505
1506 static long
1507 aiocb_fetch_error(struct aiocb *ujob)
1508 {
1509
1510         return (fuword(&ujob->_aiocb_private.error));
1511 }
1512
1513 static int
1514 aiocb_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
1515 {
1516
1517         return (suword(&ujob->_aiocb_private.status, status));
1518 }
1519
1520 static int
1521 aiocb_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
1522 {
1523
1524         return (suword(&ujob->_aiocb_private.error, error));
1525 }
1526
1527 static int
1528 aiocb_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
1529 {
1530
1531         return (suword(&ujob->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
1532 }
1533
1534 static int
1535 aiocb_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
1536 {
1537
1538         return (suword(ujobp, (long)ujob));
1539 }
1540
1541 static struct aiocb_ops aiocb_ops = {
1542         .copyin = aiocb_copyin,
1543         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1544         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1545         .store_status = aiocb_store_status,
1546         .store_error = aiocb_store_error,
1547         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1548         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1549 };
1550
1551 static struct aiocb_ops aiocb_ops_osigevent = {
1552         .copyin = aiocb_copyin_old_sigevent,
1553         .fetch_status = aiocb_fetch_status,
1554         .fetch_error = aiocb_fetch_error,
1555         .store_status = aiocb_store_status,
1556         .store_error = aiocb_store_error,
1557         .store_kernelinfo = aiocb_store_kernelinfo,
1558         .store_aiocb = aiocb_store_aiocb,
1559 };
1560
1561 /*
1562  * Queue a new AIO request.  Choosing either the threaded or direct physio VCHR
1563  * technique is done in this code.
1564  */
1565 int
1566 aio_aqueue(struct thread *td, struct aiocb *job, struct aioliojob *lj,
1567         int type, struct aiocb_ops *ops)
1568 {
1569         struct proc *p = td->td_proc;
1570         cap_rights_t rights;
1571         struct file *fp;
1572         struct socket *so;
1573         struct aiocblist *aiocbe, *cb;
1574         struct kaioinfo *ki;
1575         struct kevent kev;
1576         struct sockbuf *sb;
1577         int opcode;
1578         int error;
1579         int fd, kqfd;
1580         int jid;
1581         u_short evflags;
1582
1583         if (p->p_aioinfo == NULL)
1584                 aio_init_aioinfo(p);
1585
1586         ki = p->p_aioinfo;
1587
1588         ops->store_status(job, -1);
1589         ops->store_error(job, 0);
1590         ops->store_kernelinfo(job, -1);
1591
1592         if (num_queue_count >= max_queue_count ||
1593             ki->kaio_count >= ki->kaio_qallowed_count) {
1594                 ops->store_error(job, EAGAIN);
1595                 return (EAGAIN);
1596         }
1597
1598         aiocbe = uma_zalloc(aiocb_zone, M_WAITOK | M_ZERO);
1599         knlist_init_mtx(&aiocbe->klist, AIO_MTX(ki));
1600
1601         error = ops->copyin(job, &aiocbe->uaiocb);
1602         if (error) {
1603                 ops->store_error(job, error);
1604                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1605                 return (error);
1606         }
1607
1608         /* XXX: aio_nbytes is later casted to signed types. */
1609         if (aiocbe->uaiocb.aio_nbytes > INT_MAX) {
1610                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1611                 return (EINVAL);
1612         }
1613
1614         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT &&
1615             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_SIGNAL &&
1616             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_THREAD_ID &&
1617             aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_NONE) {
1618                 ops->store_error(job, EINVAL);
1619                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1620                 return (EINVAL);
1621         }
1622
1623         if ((aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
1624              aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) &&
1625                 !_SIG_VALID(aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_signo)) {
1626                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1627                 return (EINVAL);
1628         }
1629
1630         ksiginfo_init(&aiocbe->ksi);
1631
1632         /* Save userspace address of the job info. */
1633         aiocbe->uuaiocb = job;
1634
1635         /* Get the opcode. */
1636         if (type != LIO_NOP)
1637                 aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode = type;
1638         opcode = aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode;
1639
1640         /*
1641          * Validate the opcode and fetch the file object for the specified
1642          * file descriptor.
1643          *
1644          * XXXRW: Moved the opcode validation up here so that we don't
1645          * retrieve a file descriptor without knowing what the capabiltity
1646          * should be.
1647          */
1648         fd = aiocbe->uaiocb.aio_fildes;
1649         switch (opcode) {
1650         case LIO_WRITE:
1651                 error = fget_write(td, fd,
1652                     cap_rights_init(&rights, CAP_PWRITE), &fp);
1653                 break;
1654         case LIO_READ:
1655                 error = fget_read(td, fd,
1656                     cap_rights_init(&rights, CAP_PREAD), &fp);
1657                 break;
1658         case LIO_SYNC:
1659                 error = fget(td, fd, cap_rights_init(&rights, CAP_FSYNC), &fp);
1660                 break;
1661         case LIO_MLOCK:
1662                 fp = NULL;
1663                 break;
1664         case LIO_NOP:
1665                 error = fget(td, fd, cap_rights_init(&rights), &fp);
1666                 break;
1667         default:
1668                 error = EINVAL;
1669         }
1670         if (error) {
1671                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1672                 ops->store_error(job, error);
1673                 return (error);
1674         }
1675
1676         if (opcode == LIO_SYNC && fp->f_vnode == NULL) {
1677                 error = EINVAL;
1678                 goto aqueue_fail;
1679         }
1680
1681         if (opcode != LIO_SYNC && aiocbe->uaiocb.aio_offset == -1LL) {
1682                 error = EINVAL;
1683                 goto aqueue_fail;
1684         }
1685
1686         aiocbe->fd_file = fp;
1687
1688         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1689         jid = jobrefid++;
1690         aiocbe->seqno = jobseqno++;
1691         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1692         error = ops->store_kernelinfo(job, jid);
1693         if (error) {
1694                 error = EINVAL;
1695                 goto aqueue_fail;
1696         }
1697         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.kernelinfo = (void *)(intptr_t)jid;
1698
1699         if (opcode == LIO_NOP) {
1700                 fdrop(fp, td);
1701                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1702                 return (0);
1703         }
1704
1705         if (aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify != SIGEV_KEVENT)
1706                 goto no_kqueue;
1707         evflags = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kevent_flags;
1708         if ((evflags & ~(EV_CLEAR | EV_DISPATCH | EV_ONESHOT)) != 0) {
1709                 error = EINVAL;
1710                 goto aqueue_fail;
1711         }
1712         kqfd = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_notify_kqueue;
1713         kev.ident = (uintptr_t)aiocbe->uuaiocb;
1714         kev.filter = EVFILT_AIO;
1715         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1 | evflags;
1716         kev.data = (intptr_t)aiocbe;
1717         kev.udata = aiocbe->uaiocb.aio_sigevent.sigev_value.sival_ptr;
1718         error = kqfd_register(kqfd, &kev, td, 1);
1719 aqueue_fail:
1720         if (error) {
1721                 if (fp)
1722                         fdrop(fp, td);
1723                 uma_zfree(aiocb_zone, aiocbe);
1724                 ops->store_error(job, error);
1725                 goto done;
1726         }
1727 no_kqueue:
1728
1729         ops->store_error(job, EINPROGRESS);
1730         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = EINPROGRESS;
1731         aiocbe->userproc = p;
1732         aiocbe->cred = crhold(td->td_ucred);
1733         aiocbe->jobflags = 0;
1734         aiocbe->lio = lj;
1735
1736         if (opcode == LIO_SYNC)
1737                 goto queueit;
1738
1739         if (fp && fp->f_type == DTYPE_SOCKET) {
1740                 /*
1741                  * Alternate queueing for socket ops: Reach down into the
1742                  * descriptor to get the socket data.  Then check to see if the
1743                  * socket is ready to be read or written (based on the requested
1744                  * operation).
1745                  *
1746                  * If it is not ready for io, then queue the aiocbe on the
1747                  * socket, and set the flags so we get a call when sbnotify()
1748                  * happens.
1749                  *
1750                  * Note if opcode is neither LIO_WRITE nor LIO_READ we lock
1751                  * and unlock the snd sockbuf for no reason.
1752                  */
1753                 so = fp->f_data;
1754                 sb = (opcode == LIO_READ) ? &so->so_rcv : &so->so_snd;
1755                 SOCKBUF_LOCK(sb);
1756                 if (((opcode == LIO_READ) && (!soreadable(so))) || ((opcode ==
1757                     LIO_WRITE) && (!sowriteable(so)))) {
1758                         sb->sb_flags |= SB_AIO;
1759
1760                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1761                         TAILQ_INSERT_TAIL(&so->so_aiojobq, aiocbe, list);
1762                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1763
1764                         AIO_LOCK(ki);
1765                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1766                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1767                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSOCK;
1768                         ki->kaio_count++;
1769                         if (lj)
1770                                 lj->lioj_count++;
1771                         AIO_UNLOCK(ki);
1772                         SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1773                         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1774                         error = 0;
1775                         goto done;
1776                 }
1777                 SOCKBUF_UNLOCK(sb);
1778         }
1779
1780         if ((error = aio_qphysio(p, aiocbe)) == 0)
1781                 goto done;
1782 #if 0
1783         if (error > 0) {
1784                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = error;
1785                 ops->store_error(job, error);
1786                 goto done;
1787         }
1788 #endif
1789 queueit:
1790         /* No buffer for daemon I/O. */
1791         aiocbe->bp = NULL;
1792         atomic_add_int(&num_queue_count, 1);
1793
1794         AIO_LOCK(ki);
1795         ki->kaio_count++;
1796         if (lj)
1797                 lj->lioj_count++;
1798         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_jobqueue, aiocbe, plist);
1799         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_all, aiocbe, allist);
1800         if (opcode == LIO_SYNC) {
1801                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_jobqueue, plist) {
1802                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1803                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1804                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1805                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1806                                 aiocbe->pending++;
1807                         }
1808                 }
1809                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_bufqueue, plist) {
1810                         if (cb->fd_file == aiocbe->fd_file &&
1811                             cb->uaiocb.aio_lio_opcode != LIO_SYNC &&
1812                             cb->seqno < aiocbe->seqno) {
1813                                 cb->jobflags |= AIOCBLIST_CHECKSYNC;
1814                                 aiocbe->pending++;
1815                         }
1816                 }
1817                 if (aiocbe->pending != 0) {
1818                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_syncqueue, aiocbe, list);
1819                         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQSYNC;
1820                         AIO_UNLOCK(ki);
1821                         goto done;
1822                 }
1823         }
1824         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1825         TAILQ_INSERT_TAIL(&aio_jobs, aiocbe, list);
1826         aiocbe->jobstate = JOBST_JOBQGLOBAL;
1827         aio_kick_nowait(p);
1828         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1829         AIO_UNLOCK(ki);
1830         error = 0;
1831 done:
1832         return (error);
1833 }
1834
1835 static void
1836 aio_kick_nowait(struct proc *userp)
1837 {
1838         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1839         struct aiothreadlist *aiop;
1840
1841         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1842         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1843                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1844                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1845                 wakeup(aiop->aiothread);
1846         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1847             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1848             ki->kaio_maxactive_count)) {
1849                 taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &ki->kaio_task);
1850         }
1851 }
1852
1853 static int
1854 aio_kick(struct proc *userp)
1855 {
1856         struct kaioinfo *ki = userp->p_aioinfo;
1857         struct aiothreadlist *aiop;
1858         int error, ret = 0;
1859
1860         mtx_assert(&aio_job_mtx, MA_OWNED);
1861 retryproc:
1862         if ((aiop = TAILQ_FIRST(&aio_freeproc)) != NULL) {
1863                 TAILQ_REMOVE(&aio_freeproc, aiop, list);
1864                 aiop->aiothreadflags &= ~AIOP_FREE;
1865                 wakeup(aiop->aiothread);
1866         } else if (((num_aio_resv_start + num_aio_procs) < max_aio_procs) &&
1867             ((ki->kaio_active_count + num_aio_resv_start) <
1868             ki->kaio_maxactive_count)) {
1869                 num_aio_resv_start++;
1870                 mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1871                 error = aio_newproc(&num_aio_resv_start);
1872                 mtx_lock(&aio_job_mtx);
1873                 if (error) {
1874                         num_aio_resv_start--;
1875                         goto retryproc;
1876                 }
1877         } else {
1878                 ret = -1;
1879         }
1880         return (ret);
1881 }
1882
1883 static void
1884 aio_kick_helper(void *context, int pending)
1885 {
1886         struct proc *userp = context;
1887
1888         mtx_lock(&aio_job_mtx);
1889         while (--pending >= 0) {
1890                 if (aio_kick(userp))
1891                         break;
1892         }
1893         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
1894 }
1895
1896 /*
1897  * Support the aio_return system call, as a side-effect, kernel resources are
1898  * released.
1899  */
1900 static int
1901 kern_aio_return(struct thread *td, struct aiocb *uaiocb, struct aiocb_ops *ops)
1902 {
1903         struct proc *p = td->td_proc;
1904         struct aiocblist *cb;
1905         struct kaioinfo *ki;
1906         int status, error;
1907
1908         ki = p->p_aioinfo;
1909         if (ki == NULL)
1910                 return (EINVAL);
1911         AIO_LOCK(ki);
1912         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_done, plist) {
1913                 if (cb->uuaiocb == uaiocb)
1914                         break;
1915         }
1916         if (cb != NULL) {
1917                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
1918                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
1919                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
1920                 td->td_retval[0] = status;
1921                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
1922                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
1923                         cb->outputcharge = 0;
1924                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
1925                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
1926                         cb->inputcharge = 0;
1927                 }
1928                 aio_free_entry(cb);
1929                 AIO_UNLOCK(ki);
1930                 ops->store_error(uaiocb, error);
1931                 ops->store_status(uaiocb, status);
1932         } else {
1933                 error = EINVAL;
1934                 AIO_UNLOCK(ki);
1935         }
1936         return (error);
1937 }
1938
1939 int
1940 sys_aio_return(struct thread *td, struct aio_return_args *uap)
1941 {
1942
1943         return (kern_aio_return(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
1944 }
1945
1946 /*
1947  * Allow a process to wakeup when any of the I/O requests are completed.
1948  */
1949 static int
1950 kern_aio_suspend(struct thread *td, int njoblist, struct aiocb **ujoblist,
1951     struct timespec *ts)
1952 {
1953         struct proc *p = td->td_proc;
1954         struct timeval atv;
1955         struct kaioinfo *ki;
1956         struct aiocblist *cb, *cbfirst;
1957         int error, i, timo;
1958
1959         timo = 0;
1960         if (ts) {
1961                 if (ts->tv_nsec < 0 || ts->tv_nsec >= 1000000000)
1962                         return (EINVAL);
1963
1964                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
1965                 if (itimerfix(&atv))
1966                         return (EINVAL);
1967                 timo = tvtohz(&atv);
1968         }
1969
1970         ki = p->p_aioinfo;
1971         if (ki == NULL)
1972                 return (EAGAIN);
1973
1974         if (njoblist == 0)
1975                 return (0);
1976
1977         AIO_LOCK(ki);
1978         for (;;) {
1979                 cbfirst = NULL;
1980                 error = 0;
1981                 TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
1982                         for (i = 0; i < njoblist; i++) {
1983                                 if (cb->uuaiocb == ujoblist[i]) {
1984                                         if (cbfirst == NULL)
1985                                                 cbfirst = cb;
1986                                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
1987                                                 goto RETURN;
1988                                 }
1989                         }
1990                 }
1991                 /* All tasks were finished. */
1992                 if (cbfirst == NULL)
1993                         break;
1994
1995                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
1996                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
1997                     "aiospn", timo);
1998                 if (error == ERESTART)
1999                         error = EINTR;
2000                 if (error)
2001                         break;
2002         }
2003 RETURN:
2004         AIO_UNLOCK(ki);
2005         return (error);
2006 }
2007
2008 int
2009 sys_aio_suspend(struct thread *td, struct aio_suspend_args *uap)
2010 {
2011         struct timespec ts, *tsp;
2012         struct aiocb **ujoblist;
2013         int error;
2014
2015         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
2016                 return (EINVAL);
2017
2018         if (uap->timeout) {
2019                 /* Get timespec struct. */
2020                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts))) != 0)
2021                         return (error);
2022                 tsp = &ts;
2023         } else
2024                 tsp = NULL;
2025
2026         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
2027         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist, uap->nent * sizeof(ujoblist[0]));
2028         if (error == 0)
2029                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2030         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
2031         return (error);
2032 }
2033
2034 /*
2035  * aio_cancel cancels any non-physio aio operations not currently in
2036  * progress.
2037  */
2038 int
2039 sys_aio_cancel(struct thread *td, struct aio_cancel_args *uap)
2040 {
2041         struct proc *p = td->td_proc;
2042         struct kaioinfo *ki;
2043         struct aiocblist *cbe, *cbn;
2044         struct file *fp;
2045         struct socket *so;
2046         int error;
2047         int remove;
2048         int cancelled = 0;
2049         int notcancelled = 0;
2050         struct vnode *vp;
2051
2052         /* Lookup file object. */
2053         error = fget(td, uap->fd, NULL, &fp);
2054         if (error)
2055                 return (error);
2056
2057         ki = p->p_aioinfo;
2058         if (ki == NULL)
2059                 goto done;
2060
2061         if (fp->f_type == DTYPE_VNODE) {
2062                 vp = fp->f_vnode;
2063                 if (vn_isdisk(vp, &error)) {
2064                         fdrop(fp, td);
2065                         td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2066                         return (0);
2067                 }
2068         }
2069
2070         AIO_LOCK(ki);
2071         TAILQ_FOREACH_SAFE(cbe, &ki->kaio_jobqueue, plist, cbn) {
2072                 if ((uap->fd == cbe->uaiocb.aio_fildes) &&
2073                     ((uap->aiocbp == NULL) ||
2074                      (uap->aiocbp == cbe->uuaiocb))) {
2075                         remove = 0;
2076
2077                         mtx_lock(&aio_job_mtx);
2078                         if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQGLOBAL) {
2079                                 TAILQ_REMOVE(&aio_jobs, cbe, list);
2080                                 remove = 1;
2081                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSOCK) {
2082                                 MPASS(fp->f_type == DTYPE_SOCKET);
2083                                 so = fp->f_data;
2084                                 TAILQ_REMOVE(&so->so_aiojobq, cbe, list);
2085                                 remove = 1;
2086                         } else if (cbe->jobstate == JOBST_JOBQSYNC) {
2087                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_syncqueue, cbe, list);
2088                                 remove = 1;
2089                         }
2090                         mtx_unlock(&aio_job_mtx);
2091
2092                         if (remove) {
2093                                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_jobqueue, cbe, plist);
2094                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.status = -1;
2095                                 cbe->uaiocb._aiocb_private.error = ECANCELED;
2096                                 aio_bio_done_notify(p, cbe, DONE_QUEUE);
2097                                 cancelled++;
2098                         } else {
2099                                 notcancelled++;
2100                         }
2101                         if (uap->aiocbp != NULL)
2102                                 break;
2103                 }
2104         }
2105         AIO_UNLOCK(ki);
2106
2107 done:
2108         fdrop(fp, td);
2109
2110         if (uap->aiocbp != NULL) {
2111                 if (cancelled) {
2112                         td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2113                         return (0);
2114                 }
2115         }
2116
2117         if (notcancelled) {
2118                 td->td_retval[0] = AIO_NOTCANCELED;
2119                 return (0);
2120         }
2121
2122         if (cancelled) {
2123                 td->td_retval[0] = AIO_CANCELED;
2124                 return (0);
2125         }
2126
2127         td->td_retval[0] = AIO_ALLDONE;
2128
2129         return (0);
2130 }
2131
2132 /*
2133  * aio_error is implemented in the kernel level for compatibility purposes
2134  * only.  For a user mode async implementation, it would be best to do it in
2135  * a userland subroutine.
2136  */
2137 static int
2138 kern_aio_error(struct thread *td, struct aiocb *aiocbp, struct aiocb_ops *ops)
2139 {
2140         struct proc *p = td->td_proc;
2141         struct aiocblist *cb;
2142         struct kaioinfo *ki;
2143         int status;
2144
2145         ki = p->p_aioinfo;
2146         if (ki == NULL) {
2147                 td->td_retval[0] = EINVAL;
2148                 return (0);
2149         }
2150
2151         AIO_LOCK(ki);
2152         TAILQ_FOREACH(cb, &ki->kaio_all, allist) {
2153                 if (cb->uuaiocb == aiocbp) {
2154                         if (cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED)
2155                                 td->td_retval[0] =
2156                                         cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2157                         else
2158                                 td->td_retval[0] = EINPROGRESS;
2159                         AIO_UNLOCK(ki);
2160                         return (0);
2161                 }
2162         }
2163         AIO_UNLOCK(ki);
2164
2165         /*
2166          * Hack for failure of aio_aqueue.
2167          */
2168         status = ops->fetch_status(aiocbp);
2169         if (status == -1) {
2170                 td->td_retval[0] = ops->fetch_error(aiocbp);
2171                 return (0);
2172         }
2173
2174         td->td_retval[0] = EINVAL;
2175         return (0);
2176 }
2177
2178 int
2179 sys_aio_error(struct thread *td, struct aio_error_args *uap)
2180 {
2181
2182         return (kern_aio_error(td, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2183 }
2184
2185 /* syscall - asynchronous read from a file (REALTIME) */
2186 int
2187 sys_oaio_read(struct thread *td, struct oaio_read_args *uap)
2188 {
2189
2190         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2191             &aiocb_ops_osigevent));
2192 }
2193
2194 int
2195 sys_aio_read(struct thread *td, struct aio_read_args *uap)
2196 {
2197
2198         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_READ, &aiocb_ops));
2199 }
2200
2201 /* syscall - asynchronous write to a file (REALTIME) */
2202 int
2203 sys_oaio_write(struct thread *td, struct oaio_write_args *uap)
2204 {
2205
2206         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2207             &aiocb_ops_osigevent));
2208 }
2209
2210 int
2211 sys_aio_write(struct thread *td, struct aio_write_args *uap)
2212 {
2213
2214         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE, &aiocb_ops));
2215 }
2216
2217 int
2218 sys_aio_mlock(struct thread *td, struct aio_mlock_args *uap)
2219 {
2220
2221         return (aio_aqueue(td, uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK, &aiocb_ops));
2222 }
2223
2224 static int
2225 kern_lio_listio(struct thread *td, int mode, struct aiocb * const *uacb_list,
2226     struct aiocb **acb_list, int nent, struct sigevent *sig,
2227     struct aiocb_ops *ops)
2228 {
2229         struct proc *p = td->td_proc;
2230         struct aiocb *iocb;
2231         struct kaioinfo *ki;
2232         struct aioliojob *lj;
2233         struct kevent kev;
2234         int error;
2235         int nerror;
2236         int i;
2237
2238         if ((mode != LIO_NOWAIT) && (mode != LIO_WAIT))
2239                 return (EINVAL);
2240
2241         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2242                 return (EINVAL);
2243
2244         if (p->p_aioinfo == NULL)
2245                 aio_init_aioinfo(p);
2246
2247         ki = p->p_aioinfo;
2248
2249         lj = uma_zalloc(aiolio_zone, M_WAITOK);
2250         lj->lioj_flags = 0;
2251         lj->lioj_count = 0;
2252         lj->lioj_finished_count = 0;
2253         knlist_init_mtx(&lj->klist, AIO_MTX(ki));
2254         ksiginfo_init(&lj->lioj_ksi);
2255
2256         /*
2257          * Setup signal.
2258          */
2259         if (sig && (mode == LIO_NOWAIT)) {
2260                 bcopy(sig, &lj->lioj_signal, sizeof(lj->lioj_signal));
2261                 if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2262                         /* Assume only new style KEVENT */
2263                         kev.filter = EVFILT_LIO;
2264                         kev.flags = EV_ADD | EV_ENABLE | EV_FLAG1;
2265                         kev.ident = (uintptr_t)uacb_list; /* something unique */
2266                         kev.data = (intptr_t)lj;
2267                         /* pass user defined sigval data */
2268                         kev.udata = lj->lioj_signal.sigev_value.sival_ptr;
2269                         error = kqfd_register(
2270                             lj->lioj_signal.sigev_notify_kqueue, &kev, td, 1);
2271                         if (error) {
2272                                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2273                                 return (error);
2274                         }
2275                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_NONE) {
2276                         ;
2277                 } else if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2278                            lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID) {
2279                                 if (!_SIG_VALID(lj->lioj_signal.sigev_signo)) {
2280                                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2281                                         return EINVAL;
2282                                 }
2283                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL;
2284                 } else {
2285                         uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2286                         return EINVAL;
2287                 }
2288         }
2289
2290         AIO_LOCK(ki);
2291         TAILQ_INSERT_TAIL(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2292         /*
2293          * Add extra aiocb count to avoid the lio to be freed
2294          * by other threads doing aio_waitcomplete or aio_return,
2295          * and prevent event from being sent until we have queued
2296          * all tasks.
2297          */
2298         lj->lioj_count = 1;
2299         AIO_UNLOCK(ki);
2300
2301         /*
2302          * Get pointers to the list of I/O requests.
2303          */
2304         nerror = 0;
2305         for (i = 0; i < nent; i++) {
2306                 iocb = acb_list[i];
2307                 if (iocb != NULL) {
2308                         error = aio_aqueue(td, iocb, lj, LIO_NOP, ops);
2309                         if (error != 0)
2310                                 nerror++;
2311                 }
2312         }
2313
2314         error = 0;
2315         AIO_LOCK(ki);
2316         if (mode == LIO_WAIT) {
2317                 while (lj->lioj_count - 1 != lj->lioj_finished_count) {
2318                         ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2319                         error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki),
2320                             PRIBIO | PCATCH, "aiospn", 0);
2321                         if (error == ERESTART)
2322                                 error = EINTR;
2323                         if (error)
2324                                 break;
2325                 }
2326         } else {
2327                 if (lj->lioj_count - 1 == lj->lioj_finished_count) {
2328                         if (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_KEVENT) {
2329                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_KEVENT_POSTED;
2330                                 KNOTE_LOCKED(&lj->klist, 1);
2331                         }
2332                         if ((lj->lioj_flags & (LIOJ_SIGNAL|LIOJ_SIGNAL_POSTED))
2333                             == LIOJ_SIGNAL
2334                             && (lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_SIGNAL ||
2335                             lj->lioj_signal.sigev_notify == SIGEV_THREAD_ID)) {
2336                                 aio_sendsig(p, &lj->lioj_signal,
2337                                             &lj->lioj_ksi);
2338                                 lj->lioj_flags |= LIOJ_SIGNAL_POSTED;
2339                         }
2340                 }
2341         }
2342         lj->lioj_count--;
2343         if (lj->lioj_count == 0) {
2344                 TAILQ_REMOVE(&ki->kaio_liojoblist, lj, lioj_list);
2345                 knlist_delete(&lj->klist, curthread, 1);
2346                 PROC_LOCK(p);
2347                 sigqueue_take(&lj->lioj_ksi);
2348                 PROC_UNLOCK(p);
2349                 AIO_UNLOCK(ki);
2350                 uma_zfree(aiolio_zone, lj);
2351         } else
2352                 AIO_UNLOCK(ki);
2353
2354         if (nerror)
2355                 return (EIO);
2356         return (error);
2357 }
2358
2359 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2360 int
2361 sys_olio_listio(struct thread *td, struct olio_listio_args *uap)
2362 {
2363         struct aiocb **acb_list;
2364         struct sigevent *sigp, sig;
2365         struct osigevent osig;
2366         int error, nent;
2367
2368         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2369                 return (EINVAL);
2370
2371         nent = uap->nent;
2372         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2373                 return (EINVAL);
2374
2375         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2376                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2377                 if (error)
2378                         return (error);
2379                 error = convert_old_sigevent(&osig, &sig);
2380                 if (error)
2381                         return (error);
2382                 sigp = &sig;
2383         } else
2384                 sigp = NULL;
2385
2386         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2387         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2388         if (error == 0)
2389                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
2390                     (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
2391                     &aiocb_ops_osigevent);
2392         free(acb_list, M_LIO);
2393         return (error);
2394 }
2395
2396 /* syscall - list directed I/O (REALTIME) */
2397 int
2398 sys_lio_listio(struct thread *td, struct lio_listio_args *uap)
2399 {
2400         struct aiocb **acb_list;
2401         struct sigevent *sigp, sig;
2402         int error, nent;
2403
2404         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2405                 return (EINVAL);
2406
2407         nent = uap->nent;
2408         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2409                 return (EINVAL);
2410
2411         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2412                 error = copyin(uap->sig, &sig, sizeof(sig));
2413                 if (error)
2414                         return (error);
2415                 sigp = &sig;
2416         } else
2417                 sigp = NULL;
2418
2419         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
2420         error = copyin(uap->acb_list, acb_list, nent * sizeof(acb_list[0]));
2421         if (error == 0)
2422                 error = kern_lio_listio(td, uap->mode, uap->acb_list, acb_list,
2423                     nent, sigp, &aiocb_ops);
2424         free(acb_list, M_LIO);
2425         return (error);
2426 }
2427
2428 /*
2429  * Called from interrupt thread for physio, we should return as fast
2430  * as possible, so we schedule a biohelper task.
2431  */
2432 static void
2433 aio_physwakeup(struct buf *bp)
2434 {
2435         struct aiocblist *aiocbe;
2436
2437         aiocbe = (struct aiocblist *)bp->b_caller1;
2438         taskqueue_enqueue(taskqueue_aiod_bio, &aiocbe->biotask);
2439 }
2440
2441 /*
2442  * Task routine to perform heavy tasks, process wakeup, and signals.
2443  */
2444 static void
2445 biohelper(void *context, int pending)
2446 {
2447         struct aiocblist *aiocbe = context;
2448         struct buf *bp;
2449         struct proc *userp;
2450         struct kaioinfo *ki;
2451         int nblks;
2452
2453         bp = aiocbe->bp;
2454         userp = aiocbe->userproc;
2455         ki = userp->p_aioinfo;
2456         AIO_LOCK(ki);
2457         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.status -= bp->b_resid;
2458         aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = 0;
2459         if (bp->b_ioflags & BIO_ERROR)
2460                 aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error = bp->b_error;
2461         nblks = btodb(aiocbe->uaiocb.aio_nbytes);
2462         if (aiocbe->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE)
2463                 aiocbe->outputcharge += nblks;
2464         else
2465                 aiocbe->inputcharge += nblks;
2466         aiocbe->bp = NULL;
2467         TAILQ_REMOVE(&userp->p_aioinfo->kaio_bufqueue, aiocbe, plist);
2468         ki->kaio_buffer_count--;
2469         aio_bio_done_notify(userp, aiocbe, DONE_BUF);
2470         AIO_UNLOCK(ki);
2471
2472         /* Release mapping into kernel space. */
2473         vunmapbuf(bp);
2474         relpbuf(bp, NULL);
2475         atomic_subtract_int(&num_buf_aio, 1);
2476 }
2477
2478 /* syscall - wait for the next completion of an aio request */
2479 static int
2480 kern_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aiocb **aiocbp,
2481     struct timespec *ts, struct aiocb_ops *ops)
2482 {
2483         struct proc *p = td->td_proc;
2484         struct timeval atv;
2485         struct kaioinfo *ki;
2486         struct aiocblist *cb;
2487         struct aiocb *uuaiocb;
2488         int error, status, timo;
2489
2490         ops->store_aiocb(aiocbp, NULL);
2491
2492         timo = 0;
2493         if (ts) {
2494                 if ((ts->tv_nsec < 0) || (ts->tv_nsec >= 1000000000))
2495                         return (EINVAL);
2496
2497                 TIMESPEC_TO_TIMEVAL(&atv, ts);
2498                 if (itimerfix(&atv))
2499                         return (EINVAL);
2500                 timo = tvtohz(&atv);
2501         }
2502
2503         if (p->p_aioinfo == NULL)
2504                 aio_init_aioinfo(p);
2505         ki = p->p_aioinfo;
2506
2507         error = 0;
2508         cb = NULL;
2509         AIO_LOCK(ki);
2510         while ((cb = TAILQ_FIRST(&ki->kaio_done)) == NULL) {
2511                 ki->kaio_flags |= KAIO_WAKEUP;
2512                 error = msleep(&p->p_aioinfo, AIO_MTX(ki), PRIBIO | PCATCH,
2513                     "aiowc", timo);
2514                 if (timo && error == ERESTART)
2515                         error = EINTR;
2516                 if (error)
2517                         break;
2518         }
2519
2520         if (cb != NULL) {
2521                 MPASS(cb->jobstate == JOBST_JOBFINISHED);
2522                 uuaiocb = cb->uuaiocb;
2523                 status = cb->uaiocb._aiocb_private.status;
2524                 error = cb->uaiocb._aiocb_private.error;
2525                 td->td_retval[0] = status;
2526                 if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_WRITE) {
2527                         td->td_ru.ru_oublock += cb->outputcharge;
2528                         cb->outputcharge = 0;
2529                 } else if (cb->uaiocb.aio_lio_opcode == LIO_READ) {
2530                         td->td_ru.ru_inblock += cb->inputcharge;
2531                         cb->inputcharge = 0;
2532                 }
2533                 aio_free_entry(cb);
2534                 AIO_UNLOCK(ki);
2535                 ops->store_aiocb(aiocbp, uuaiocb);
2536                 ops->store_error(uuaiocb, error);
2537                 ops->store_status(uuaiocb, status);
2538         } else
2539                 AIO_UNLOCK(ki);
2540
2541         return (error);
2542 }
2543
2544 int
2545 sys_aio_waitcomplete(struct thread *td, struct aio_waitcomplete_args *uap)
2546 {
2547         struct timespec ts, *tsp;
2548         int error;
2549
2550         if (uap->timeout) {
2551                 /* Get timespec struct. */
2552                 error = copyin(uap->timeout, &ts, sizeof(ts));
2553                 if (error)
2554                         return (error);
2555                 tsp = &ts;
2556         } else
2557                 tsp = NULL;
2558
2559         return (kern_aio_waitcomplete(td, uap->aiocbp, tsp, &aiocb_ops));
2560 }
2561
2562 static int
2563 kern_aio_fsync(struct thread *td, int op, struct aiocb *aiocbp,
2564     struct aiocb_ops *ops)
2565 {
2566         struct proc *p = td->td_proc;
2567         struct kaioinfo *ki;
2568
2569         if (op != O_SYNC) /* XXX lack of O_DSYNC */
2570                 return (EINVAL);
2571         ki = p->p_aioinfo;
2572         if (ki == NULL)
2573                 aio_init_aioinfo(p);
2574         return (aio_aqueue(td, aiocbp, NULL, LIO_SYNC, ops));
2575 }
2576
2577 int
2578 sys_aio_fsync(struct thread *td, struct aio_fsync_args *uap)
2579 {
2580
2581         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, uap->aiocbp, &aiocb_ops));
2582 }
2583
2584 /* kqueue attach function */
2585 static int
2586 filt_aioattach(struct knote *kn)
2587 {
2588         struct aiocblist *aiocbe = (struct aiocblist *)kn->kn_sdata;
2589
2590         /*
2591          * The aiocbe pointer must be validated before using it, so
2592          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2593          * set EV_FLAG1.
2594          */
2595         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2596                 return (EPERM);
2597         kn->kn_ptr.p_aio = aiocbe;
2598         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2599
2600         knlist_add(&aiocbe->klist, kn, 0);
2601
2602         return (0);
2603 }
2604
2605 /* kqueue detach function */
2606 static void
2607 filt_aiodetach(struct knote *kn)
2608 {
2609         struct knlist *knl;
2610
2611         knl = &kn->kn_ptr.p_aio->klist;
2612         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2613         if (!knlist_empty(knl))
2614                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2615         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2616 }
2617
2618 /* kqueue filter function */
2619 /*ARGSUSED*/
2620 static int
2621 filt_aio(struct knote *kn, long hint)
2622 {
2623         struct aiocblist *aiocbe = kn->kn_ptr.p_aio;
2624
2625         kn->kn_data = aiocbe->uaiocb._aiocb_private.error;
2626         if (aiocbe->jobstate != JOBST_JOBFINISHED)
2627                 return (0);
2628         kn->kn_flags |= EV_EOF;
2629         return (1);
2630 }
2631
2632 /* kqueue attach function */
2633 static int
2634 filt_lioattach(struct knote *kn)
2635 {
2636         struct aioliojob * lj = (struct aioliojob *)kn->kn_sdata;
2637
2638         /*
2639          * The aioliojob pointer must be validated before using it, so
2640          * registration is restricted to the kernel; the user cannot
2641          * set EV_FLAG1.
2642          */
2643         if ((kn->kn_flags & EV_FLAG1) == 0)
2644                 return (EPERM);
2645         kn->kn_ptr.p_lio = lj;
2646         kn->kn_flags &= ~EV_FLAG1;
2647
2648         knlist_add(&lj->klist, kn, 0);
2649
2650         return (0);
2651 }
2652
2653 /* kqueue detach function */
2654 static void
2655 filt_liodetach(struct knote *kn)
2656 {
2657         struct knlist *knl;
2658
2659         knl = &kn->kn_ptr.p_lio->klist;
2660         knl->kl_lock(knl->kl_lockarg);
2661         if (!knlist_empty(knl))
2662                 knlist_remove(knl, kn, 1);
2663         knl->kl_unlock(knl->kl_lockarg);
2664 }
2665
2666 /* kqueue filter function */
2667 /*ARGSUSED*/
2668 static int
2669 filt_lio(struct knote *kn, long hint)
2670 {
2671         struct aioliojob * lj = kn->kn_ptr.p_lio;
2672
2673         return (lj->lioj_flags & LIOJ_KEVENT_POSTED);
2674 }
2675
2676 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2677
2678 struct __aiocb_private32 {
2679         int32_t status;
2680         int32_t error;
2681         uint32_t kernelinfo;
2682 };
2683
2684 typedef struct oaiocb32 {
2685         int     aio_fildes;             /* File descriptor */
2686         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2687         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2688         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2689         struct  osigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2690         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2691         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2692         struct  __aiocb_private32 _aiocb_private;
2693 } oaiocb32_t;
2694
2695 typedef struct aiocb32 {
2696         int32_t aio_fildes;             /* File descriptor */
2697         uint64_t aio_offset __packed;   /* File offset for I/O */
2698         uint32_t aio_buf;               /* I/O buffer in process space */
2699         uint32_t aio_nbytes;            /* Number of bytes for I/O */
2700         int     __spare__[2];
2701         uint32_t __spare2__;
2702         int     aio_lio_opcode;         /* LIO opcode */
2703         int     aio_reqprio;            /* Request priority -- ignored */
2704         struct __aiocb_private32 _aiocb_private;
2705         struct sigevent32 aio_sigevent; /* Signal to deliver */
2706 } aiocb32_t;
2707
2708 static int
2709 convert_old_sigevent32(struct osigevent32 *osig, struct sigevent *nsig)
2710 {
2711
2712         /*
2713          * Only SIGEV_NONE, SIGEV_SIGNAL, and SIGEV_KEVENT are
2714          * supported by AIO with the old sigevent structure.
2715          */
2716         CP(*osig, *nsig, sigev_notify);
2717         switch (nsig->sigev_notify) {
2718         case SIGEV_NONE:
2719                 break;
2720         case SIGEV_SIGNAL:
2721                 nsig->sigev_signo = osig->__sigev_u.__sigev_signo;
2722                 break;
2723         case SIGEV_KEVENT:
2724                 nsig->sigev_notify_kqueue =
2725                     osig->__sigev_u.__sigev_notify_kqueue;
2726                 PTRIN_CP(*osig, *nsig, sigev_value.sival_ptr);
2727                 break;
2728         default:
2729                 return (EINVAL);
2730         }
2731         return (0);
2732 }
2733
2734 static int
2735 aiocb32_copyin_old_sigevent(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2736 {
2737         struct oaiocb32 job32;
2738         int error;
2739
2740         bzero(kjob, sizeof(struct aiocb));
2741         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2742         if (error)
2743                 return (error);
2744
2745         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2746         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2747         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2748         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2749         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2750         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2751         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2752         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2753         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2754         return (convert_old_sigevent32(&job32.aio_sigevent,
2755             &kjob->aio_sigevent));
2756 }
2757
2758 static int
2759 aiocb32_copyin(struct aiocb *ujob, struct aiocb *kjob)
2760 {
2761         struct aiocb32 job32;
2762         int error;
2763
2764         error = copyin(ujob, &job32, sizeof(job32));
2765         if (error)
2766                 return (error);
2767         CP(job32, *kjob, aio_fildes);
2768         CP(job32, *kjob, aio_offset);
2769         PTRIN_CP(job32, *kjob, aio_buf);
2770         CP(job32, *kjob, aio_nbytes);
2771         CP(job32, *kjob, aio_lio_opcode);
2772         CP(job32, *kjob, aio_reqprio);
2773         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.status);
2774         CP(job32, *kjob, _aiocb_private.error);
2775         PTRIN_CP(job32, *kjob, _aiocb_private.kernelinfo);
2776         return (convert_sigevent32(&job32.aio_sigevent, &kjob->aio_sigevent));
2777 }
2778
2779 static long
2780 aiocb32_fetch_status(struct aiocb *ujob)
2781 {
2782         struct aiocb32 *ujob32;
2783
2784         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2785         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.status));
2786 }
2787
2788 static long
2789 aiocb32_fetch_error(struct aiocb *ujob)
2790 {
2791         struct aiocb32 *ujob32;
2792
2793         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2794         return (fuword32(&ujob32->_aiocb_private.error));
2795 }
2796
2797 static int
2798 aiocb32_store_status(struct aiocb *ujob, long status)
2799 {
2800         struct aiocb32 *ujob32;
2801
2802         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2803         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.status, status));
2804 }
2805
2806 static int
2807 aiocb32_store_error(struct aiocb *ujob, long error)
2808 {
2809         struct aiocb32 *ujob32;
2810
2811         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2812         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.error, error));
2813 }
2814
2815 static int
2816 aiocb32_store_kernelinfo(struct aiocb *ujob, long jobref)
2817 {
2818         struct aiocb32 *ujob32;
2819
2820         ujob32 = (struct aiocb32 *)ujob;
2821         return (suword32(&ujob32->_aiocb_private.kernelinfo, jobref));
2822 }
2823
2824 static int
2825 aiocb32_store_aiocb(struct aiocb **ujobp, struct aiocb *ujob)
2826 {
2827
2828         return (suword32(ujobp, (long)ujob));
2829 }
2830
2831 static struct aiocb_ops aiocb32_ops = {
2832         .copyin = aiocb32_copyin,
2833         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2834         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2835         .store_status = aiocb32_store_status,
2836         .store_error = aiocb32_store_error,
2837         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2838         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2839 };
2840
2841 static struct aiocb_ops aiocb32_ops_osigevent = {
2842         .copyin = aiocb32_copyin_old_sigevent,
2843         .fetch_status = aiocb32_fetch_status,
2844         .fetch_error = aiocb32_fetch_error,
2845         .store_status = aiocb32_store_status,
2846         .store_error = aiocb32_store_error,
2847         .store_kernelinfo = aiocb32_store_kernelinfo,
2848         .store_aiocb = aiocb32_store_aiocb,
2849 };
2850
2851 int
2852 freebsd32_aio_return(struct thread *td, struct freebsd32_aio_return_args *uap)
2853 {
2854
2855         return (kern_aio_return(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2856 }
2857
2858 int
2859 freebsd32_aio_suspend(struct thread *td, struct freebsd32_aio_suspend_args *uap)
2860 {
2861         struct timespec32 ts32;
2862         struct timespec ts, *tsp;
2863         struct aiocb **ujoblist;
2864         uint32_t *ujoblist32;
2865         int error, i;
2866
2867         if (uap->nent < 0 || uap->nent > AIO_LISTIO_MAX)
2868                 return (EINVAL);
2869
2870         if (uap->timeout) {
2871                 /* Get timespec struct. */
2872                 if ((error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32))) != 0)
2873                         return (error);
2874                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2875                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2876                 tsp = &ts;
2877         } else
2878                 tsp = NULL;
2879
2880         ujoblist = uma_zalloc(aiol_zone, M_WAITOK);
2881         ujoblist32 = (uint32_t *)ujoblist;
2882         error = copyin(uap->aiocbp, ujoblist32, uap->nent *
2883             sizeof(ujoblist32[0]));
2884         if (error == 0) {
2885                 for (i = uap->nent; i > 0; i--)
2886                         ujoblist[i] = PTRIN(ujoblist32[i]);
2887
2888                 error = kern_aio_suspend(td, uap->nent, ujoblist, tsp);
2889         }
2890         uma_zfree(aiol_zone, ujoblist);
2891         return (error);
2892 }
2893
2894 int
2895 freebsd32_aio_cancel(struct thread *td, struct freebsd32_aio_cancel_args *uap)
2896 {
2897
2898         return (sys_aio_cancel(td, (struct aio_cancel_args *)uap));
2899 }
2900
2901 int
2902 freebsd32_aio_error(struct thread *td, struct freebsd32_aio_error_args *uap)
2903 {
2904
2905         return (kern_aio_error(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, &aiocb32_ops));
2906 }
2907
2908 int
2909 freebsd32_oaio_read(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_read_args *uap)
2910 {
2911
2912         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2913             &aiocb32_ops_osigevent));
2914 }
2915
2916 int
2917 freebsd32_aio_read(struct thread *td, struct freebsd32_aio_read_args *uap)
2918 {
2919
2920         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_READ,
2921             &aiocb32_ops));
2922 }
2923
2924 int
2925 freebsd32_oaio_write(struct thread *td, struct freebsd32_oaio_write_args *uap)
2926 {
2927
2928         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2929             &aiocb32_ops_osigevent));
2930 }
2931
2932 int
2933 freebsd32_aio_write(struct thread *td, struct freebsd32_aio_write_args *uap)
2934 {
2935
2936         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_WRITE,
2937             &aiocb32_ops));
2938 }
2939
2940 int
2941 freebsd32_aio_mlock(struct thread *td, struct freebsd32_aio_mlock_args *uap)
2942 {
2943
2944         return (aio_aqueue(td, (struct aiocb *)uap->aiocbp, NULL, LIO_MLOCK,
2945             &aiocb32_ops));
2946 }
2947
2948 int
2949 freebsd32_aio_waitcomplete(struct thread *td,
2950     struct freebsd32_aio_waitcomplete_args *uap)
2951 {
2952         struct timespec32 ts32;
2953         struct timespec ts, *tsp;
2954         int error;
2955
2956         if (uap->timeout) {
2957                 /* Get timespec struct. */
2958                 error = copyin(uap->timeout, &ts32, sizeof(ts32));
2959                 if (error)
2960                         return (error);
2961                 CP(ts32, ts, tv_sec);
2962                 CP(ts32, ts, tv_nsec);
2963                 tsp = &ts;
2964         } else
2965                 tsp = NULL;
2966
2967         return (kern_aio_waitcomplete(td, (struct aiocb **)uap->aiocbp, tsp,
2968             &aiocb32_ops));
2969 }
2970
2971 int
2972 freebsd32_aio_fsync(struct thread *td, struct freebsd32_aio_fsync_args *uap)
2973 {
2974
2975         return (kern_aio_fsync(td, uap->op, (struct aiocb *)uap->aiocbp,
2976             &aiocb32_ops));
2977 }
2978
2979 int
2980 freebsd32_olio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_olio_listio_args *uap)
2981 {
2982         struct aiocb **acb_list;
2983         struct sigevent *sigp, sig;
2984         struct osigevent32 osig;
2985         uint32_t *acb_list32;
2986         int error, i, nent;
2987
2988         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
2989                 return (EINVAL);
2990
2991         nent = uap->nent;
2992         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
2993                 return (EINVAL);
2994
2995         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
2996                 error = copyin(uap->sig, &osig, sizeof(osig));
2997                 if (error)
2998                         return (error);
2999                 error = convert_old_sigevent32(&osig, &sig);
3000                 if (error)
3001                         return (error);
3002                 sigp = &sig;
3003         } else
3004                 sigp = NULL;
3005
3006         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3007         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3008         if (error) {
3009                 free(acb_list32, M_LIO);
3010                 return (error);
3011         }
3012         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3013         for (i = 0; i < nent; i++)
3014                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3015         free(acb_list32, M_LIO);
3016
3017         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3018             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3019             &aiocb32_ops_osigevent);
3020         free(acb_list, M_LIO);
3021         return (error);
3022 }
3023
3024 int
3025 freebsd32_lio_listio(struct thread *td, struct freebsd32_lio_listio_args *uap)
3026 {
3027         struct aiocb **acb_list;
3028         struct sigevent *sigp, sig;
3029         struct sigevent32 sig32;
3030         uint32_t *acb_list32;
3031         int error, i, nent;
3032
3033         if ((uap->mode != LIO_NOWAIT) && (uap->mode != LIO_WAIT))
3034                 return (EINVAL);
3035
3036         nent = uap->nent;
3037         if (nent < 0 || nent > AIO_LISTIO_MAX)
3038                 return (EINVAL);
3039
3040         if (uap->sig && (uap->mode == LIO_NOWAIT)) {
3041                 error = copyin(uap->sig, &sig32, sizeof(sig32));
3042                 if (error)
3043                         return (error);
3044                 error = convert_sigevent32(&sig32, &sig);
3045                 if (error)
3046                         return (error);
3047                 sigp = &sig;
3048         } else
3049                 sigp = NULL;
3050
3051         acb_list32 = malloc(sizeof(uint32_t) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3052         error = copyin(uap->acb_list, acb_list32, nent * sizeof(uint32_t));
3053         if (error) {
3054                 free(acb_list32, M_LIO);
3055                 return (error);
3056         }
3057         acb_list = malloc(sizeof(struct aiocb *) * nent, M_LIO, M_WAITOK);
3058         for (i = 0; i < nent; i++)
3059                 acb_list[i] = PTRIN(acb_list32[i]);
3060         free(acb_list32, M_LIO);
3061
3062         error = kern_lio_listio(td, uap->mode,
3063             (struct aiocb * const *)uap->acb_list, acb_list, nent, sigp,
3064             &aiocb32_ops);
3065         free(acb_list, M_LIO);
3066         return (error);
3067 }
3068
3069 #endif