]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/8.2.git/blob - sys/dev/md/md.c
Copy stable/8 to releng/8.2 in preparation for FreeBSD-8.2 release.
[FreeBSD/releng/8.2.git] / sys / dev / md / md.c
1 /*-
2  * ----------------------------------------------------------------------------
3  * "THE BEER-WARE LICENSE" (Revision 42):
4  * <phk@FreeBSD.ORG> wrote this file.  As long as you retain this notice you
5  * can do whatever you want with this stuff. If we meet some day, and you think
6  * this stuff is worth it, you can buy me a beer in return.   Poul-Henning Kamp
7  * ----------------------------------------------------------------------------
8  *
9  * $FreeBSD$
10  *
11  */
12
13 /*-
14  * The following functions are based in the vn(4) driver: mdstart_swap(),
15  * mdstart_vnode(), mdcreate_swap(), mdcreate_vnode() and mddestroy(),
16  * and as such under the following copyright:
17  *
18  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
19  * Copyright (c) 1990, 1993
20  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
21  *
22  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
23  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
24  * Science Department.
25  *
26  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
27  * modification, are permitted provided that the following conditions
28  * are met:
29  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
30  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
31  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
32  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
33  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
34  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
35  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
36  *    without specific prior written permission.
37  *
38  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
39  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
40  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
41  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
42  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
43  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
44  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
45  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
46  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
47  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
48  * SUCH DAMAGE.
49  *
50  * from: Utah Hdr: vn.c 1.13 94/04/02
51  *
52  *      from: @(#)vn.c  8.6 (Berkeley) 4/1/94
53  * From: src/sys/dev/vn/vn.c,v 1.122 2000/12/16 16:06:03
54  */
55
56 #include "opt_geom.h"
57 #include "opt_md.h"
58
59 #include <sys/param.h>
60 #include <sys/systm.h>
61 #include <sys/bio.h>
62 #include <sys/conf.h>
63 #include <sys/devicestat.h>
64 #include <sys/fcntl.h>
65 #include <sys/kernel.h>
66 #include <sys/kthread.h>
67 #include <sys/limits.h>
68 #include <sys/linker.h>
69 #include <sys/lock.h>
70 #include <sys/malloc.h>
71 #include <sys/mdioctl.h>
72 #include <sys/mount.h>
73 #include <sys/mutex.h>
74 #include <sys/sx.h>
75 #include <sys/namei.h>
76 #include <sys/proc.h>
77 #include <sys/queue.h>
78 #include <sys/sched.h>
79 #include <sys/sf_buf.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/vnode.h>
82
83 #include <geom/geom.h>
84
85 #include <vm/vm.h>
86 #include <vm/vm_object.h>
87 #include <vm/vm_page.h>
88 #include <vm/vm_pager.h>
89 #include <vm/swap_pager.h>
90 #include <vm/uma.h>
91
92 #define MD_MODVER 1
93
94 #define MD_SHUTDOWN     0x10000         /* Tell worker thread to terminate. */
95 #define MD_EXITING      0x20000         /* Worker thread is exiting. */
96
97 #ifndef MD_NSECT
98 #define MD_NSECT (10000 * 2)
99 #endif
100
101 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
102 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
103
104 static int md_debug;
105 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0, "");
106
107 #if defined(MD_ROOT) && defined(MD_ROOT_SIZE)
108 /*
109  * Preloaded image gets put here.
110  * Applications that patch the object with the image can determine
111  * the size looking at the start and end markers (strings),
112  * so we want them contiguous.
113  */
114 static struct {
115         u_char start[MD_ROOT_SIZE*1024];
116         u_char end[128];
117 } mfs_root = {
118         .start = "MFS Filesystem goes here",
119         .end = "MFS Filesystem had better STOP here",
120 };
121 #endif
122
123 static g_init_t g_md_init;
124 static g_fini_t g_md_fini;
125 static g_start_t g_md_start;
126 static g_access_t g_md_access;
127 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp, 
128     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
129
130 static int      mdunits;
131 static struct cdev *status_dev = 0;
132 static struct sx md_sx;
133
134 static d_ioctl_t mdctlioctl;
135
136 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
137         .d_version =    D_VERSION,
138         .d_ioctl =      mdctlioctl,
139         .d_name =       MD_NAME,
140 };
141
142 struct g_class g_md_class = {
143         .name = "MD",
144         .version = G_VERSION,
145         .init = g_md_init,
146         .fini = g_md_fini,
147         .start = g_md_start,
148         .access = g_md_access,
149         .dumpconf = g_md_dumpconf,
150 };
151
152 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
153
154
155 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
156
157 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
158 #define NMASK   (NINDIR-1)
159 static int nshift;
160
161 struct indir {
162         uintptr_t       *array;
163         u_int           total;
164         u_int           used;
165         u_int           shift;
166 };
167
168 struct md_s {
169         int unit;
170         LIST_ENTRY(md_s) list;
171         struct bio_queue_head bio_queue;
172         struct mtx queue_mtx;
173         struct cdev *dev;
174         enum md_types type;
175         off_t mediasize;
176         unsigned sectorsize;
177         unsigned opencount;
178         unsigned fwheads;
179         unsigned fwsectors;
180         unsigned flags;
181         char name[20];
182         struct proc *procp;
183         struct g_geom *gp;
184         struct g_provider *pp;
185         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
186         struct devstat *devstat;
187
188         /* MD_MALLOC related fields */
189         struct indir *indir;
190         uma_zone_t uma;
191
192         /* MD_PRELOAD related fields */
193         u_char *pl_ptr;
194         size_t pl_len;
195
196         /* MD_VNODE related fields */
197         struct vnode *vnode;
198         char file[PATH_MAX];
199         struct ucred *cred;
200
201         /* MD_SWAP related fields */
202         vm_object_t object;
203 };
204
205 static struct indir *
206 new_indir(u_int shift)
207 {
208         struct indir *ip;
209
210         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_NOWAIT | M_ZERO);
211         if (ip == NULL)
212                 return (NULL);
213         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
214             M_MDSECT, M_NOWAIT | M_ZERO);
215         if (ip->array == NULL) {
216                 free(ip, M_MD);
217                 return (NULL);
218         }
219         ip->total = NINDIR;
220         ip->shift = shift;
221         return (ip);
222 }
223
224 static void
225 del_indir(struct indir *ip)
226 {
227
228         free(ip->array, M_MDSECT);
229         free(ip, M_MD);
230 }
231
232 static void
233 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
234 {
235         int i;
236
237         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
238                 if (!ip->array[i])
239                         continue;
240                 if (ip->shift)
241                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
242                 else if (ip->array[i] > 255)
243                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
244         }
245         del_indir(ip);
246 }
247
248 /*
249  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
250  * for a device of "size" sectors.
251  */
252
253 static struct indir *
254 dimension(off_t size)
255 {
256         off_t rcnt;
257         struct indir *ip;
258         int layer;
259
260         rcnt = size;
261         layer = 0;
262         while (rcnt > NINDIR) {
263                 rcnt /= NINDIR;
264                 layer++;
265         }
266
267         /*
268          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
269          * too much space for ip->array in here.
270          */
271         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
272         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
273             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
274         ip->total = NINDIR;
275         ip->shift = layer * nshift;
276         return (ip);
277 }
278
279 /*
280  * Read a given sector
281  */
282
283 static uintptr_t
284 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
285 {
286         struct indir *cip;
287         int idx;
288         uintptr_t up;
289
290         if (md_debug > 1)
291                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
292         up = 0;
293         for (cip = ip; cip != NULL;) {
294                 if (cip->shift) {
295                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
296                         up = cip->array[idx];
297                         cip = (struct indir *)up;
298                         continue;
299                 }
300                 idx = offset & NMASK;
301                 return (cip->array[idx]);
302         }
303         return (0);
304 }
305
306 /*
307  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
308  */
309
310 static int
311 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
312 {
313         struct indir *cip, *lip[10];
314         int idx, li;
315         uintptr_t up;
316
317         if (md_debug > 1)
318                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
319         up = 0;
320         li = 0;
321         cip = ip;
322         for (;;) {
323                 lip[li++] = cip;
324                 if (cip->shift) {
325                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
326                         up = cip->array[idx];
327                         if (up != 0) {
328                                 cip = (struct indir *)up;
329                                 continue;
330                         }
331                         /* Allocate branch */
332                         cip->array[idx] =
333                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
334                         if (cip->array[idx] == 0)
335                                 return (ENOSPC);
336                         cip->used++;
337                         up = cip->array[idx];
338                         cip = (struct indir *)up;
339                         continue;
340                 }
341                 /* leafnode */
342                 idx = offset & NMASK;
343                 up = cip->array[idx];
344                 if (up != 0)
345                         cip->used--;
346                 cip->array[idx] = ptr;
347                 if (ptr != 0)
348                         cip->used++;
349                 break;
350         }
351         if (cip->used != 0 || li == 1)
352                 return (0);
353         li--;
354         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
355                 li--;
356                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
357                 up = lip[li]->array[idx];
358                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
359                 del_indir(cip);
360                 lip[li]->array[idx] = 0;
361                 lip[li]->used--;
362                 cip = lip[li];
363         }
364         return (0);
365 }
366
367
368 static int
369 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
370 {
371         struct md_s *sc;
372
373         sc = pp->geom->softc;
374         if (sc == NULL) {
375                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
376                         return (0);
377                 return (ENXIO);
378         }
379         r += pp->acr;
380         w += pp->acw;
381         e += pp->ace;
382         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
383                 return (EROFS);
384         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
385                 sc->opencount = 1;
386         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
387                 sc->opencount = 0;
388         }
389         return (0);
390 }
391
392 static void
393 g_md_start(struct bio *bp)
394 {
395         struct md_s *sc;
396
397         sc = bp->bio_to->geom->softc;
398         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
399                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
400         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
401         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
402         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
403         wakeup(sc);
404 }
405
406 static int
407 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
408 {
409         int i, error;
410         u_char *dst;
411         off_t secno, nsec, uc;
412         uintptr_t sp, osp;
413
414         switch (bp->bio_cmd) {
415         case BIO_READ:
416         case BIO_WRITE:
417         case BIO_DELETE:
418                 break;
419         default:
420                 return (EOPNOTSUPP);
421         }
422
423         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
424         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
425         dst = bp->bio_data;
426         error = 0;
427         while (nsec--) {
428                 osp = s_read(sc->indir, secno);
429                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
430                         if (osp != 0)
431                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
432                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
433                         if (osp == 0)
434                                 bzero(dst, sc->sectorsize);
435                         else if (osp <= 255)
436                                 memset(dst, osp, sc->sectorsize);
437                         else {
438                                 bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
439                                 cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
440                         }
441                         osp = 0;
442                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
443                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
444                                 uc = dst[0];
445                                 for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++)
446                                         if (dst[i] != uc)
447                                                 break;
448                         } else {
449                                 i = 0;
450                                 uc = 0;
451                         }
452                         if (i == sc->sectorsize) {
453                                 if (osp != uc)
454                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
455                         } else {
456                                 if (osp <= 255) {
457                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
458                                             M_NOWAIT);
459                                         if (sp == 0) {
460                                                 error = ENOSPC;
461                                                 break;
462                                         }
463                                         bcopy(dst, (void *)sp, sc->sectorsize);
464                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
465                                 } else {
466                                         bcopy(dst, (void *)osp, sc->sectorsize);
467                                         osp = 0;
468                                 }
469                         }
470                 } else {
471                         error = EOPNOTSUPP;
472                 }
473                 if (osp > 255)
474                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
475                 if (error != 0)
476                         break;
477                 secno++;
478                 dst += sc->sectorsize;
479         }
480         bp->bio_resid = 0;
481         return (error);
482 }
483
484 static int
485 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
486 {
487
488         switch (bp->bio_cmd) {
489         case BIO_READ:
490                 bcopy(sc->pl_ptr + bp->bio_offset, bp->bio_data,
491                     bp->bio_length);
492                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
493                 break;
494         case BIO_WRITE:
495                 bcopy(bp->bio_data, sc->pl_ptr + bp->bio_offset,
496                     bp->bio_length);
497                 break;
498         }
499         bp->bio_resid = 0;
500         return (0);
501 }
502
503 static int
504 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
505 {
506         int error, vfslocked;
507         struct uio auio;
508         struct iovec aiov;
509         struct mount *mp;
510         struct vnode *vp;
511         struct thread *td;
512
513         switch (bp->bio_cmd) {
514         case BIO_READ:
515         case BIO_WRITE:
516         case BIO_FLUSH:
517                 break;
518         default:
519                 return (EOPNOTSUPP);
520         }
521
522         td = curthread;
523         vp = sc->vnode;
524
525         /*
526          * VNODE I/O
527          *
528          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
529          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
530          * still valid.
531          */
532
533         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
534                 vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
535                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
536                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
537                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
538                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
539                 vn_finished_write(mp);
540                 VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
541                 return (error);
542         }
543
544         bzero(&auio, sizeof(auio));
545
546         aiov.iov_base = bp->bio_data;
547         aiov.iov_len = bp->bio_length;
548         auio.uio_iov = &aiov;
549         auio.uio_iovcnt = 1;
550         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
551         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
552         if (bp->bio_cmd == BIO_READ)
553                 auio.uio_rw = UIO_READ;
554         else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)
555                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
556         else
557                 panic("wrong BIO_OP in mdstart_vnode");
558         auio.uio_resid = bp->bio_length;
559         auio.uio_td = td;
560         /*
561          * When reading set IO_DIRECT to try to avoid double-caching
562          * the data.  When writing IO_DIRECT is not optimal.
563          */
564         vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
565         if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
566                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
567                 error = VOP_READ(vp, &auio, IO_DIRECT, sc->cred);
568                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
569         } else {
570                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
571                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
572                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
573                     sc->cred);
574                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
575                 vn_finished_write(mp);
576         }
577         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
578         bp->bio_resid = auio.uio_resid;
579         return (error);
580 }
581
582 static int
583 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
584 {
585         struct sf_buf *sf;
586         int rv, offs, len, lastend;
587         vm_pindex_t i, lastp;
588         vm_page_t m;
589         u_char *p;
590
591         switch (bp->bio_cmd) {
592         case BIO_READ:
593         case BIO_WRITE:
594         case BIO_DELETE:
595                 break;
596         default:
597                 return (EOPNOTSUPP);
598         }
599
600         p = bp->bio_data;
601
602         /*
603          * offs is the offset at which to start operating on the
604          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
605          * which we're going to operate.  lastend is the ending
606          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
607          * we're operating on complete aligned pages).
608          */
609         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
610         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
611         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
612
613         rv = VM_PAGER_OK;
614         VM_OBJECT_LOCK(sc->object);
615         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
616         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
617                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
618
619                 m = vm_page_grab(sc->object, i,
620                     VM_ALLOC_NORMAL|VM_ALLOC_RETRY);
621                 VM_OBJECT_UNLOCK(sc->object);
622                 sched_pin();
623                 sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE);
624                 VM_OBJECT_LOCK(sc->object);
625                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
626                         if (m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
627                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
628                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
629                                 sf_buf_free(sf);
630                                 sched_unpin();
631                                 vm_page_wakeup(m);
632                                 break;
633                         }
634                         bcopy((void *)(sf_buf_kva(sf) + offs), p, len);
635                         cpu_flush_dcache(p, len);
636                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
637                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
638                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
639                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
640                                 sf_buf_free(sf);
641                                 sched_unpin();
642                                 vm_page_wakeup(m);
643                                 break;
644                         }
645                         bcopy(p, (void *)(sf_buf_kva(sf) + offs), len);
646                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
647 #if 0
648                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
649                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
650                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
651                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
652                                 sf_buf_free(sf);
653                                 sched_unpin();
654                                 vm_page_wakeup(m);
655                                 break;
656                         }
657                         bzero((void *)(sf_buf_kva(sf) + offs), len);
658                         vm_page_dirty(m);
659                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
660 #endif
661                 }
662                 sf_buf_free(sf);
663                 sched_unpin();
664                 vm_page_wakeup(m);
665                 vm_page_lock_queues();
666                 vm_page_activate(m);
667                 if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)
668                         vm_page_dirty(m);
669                 vm_page_unlock_queues();
670
671                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
672                 p += PAGE_SIZE - offs;
673                 offs = 0;
674 #if 0
675 if (bootverbose || bp->bio_offset / PAGE_SIZE < 17)
676 printf("wire_count %d busy %d flags %x hold_count %d act_count %d queue %d valid %d dirty %d @ %d\n",
677     m->wire_count, m->busy, 
678     m->flags, m->hold_count, m->act_count, m->queue, m->valid, m->dirty, i);
679 #endif
680         }
681         vm_object_pip_subtract(sc->object, 1);
682         vm_object_set_writeable_dirty(sc->object);
683         VM_OBJECT_UNLOCK(sc->object);
684         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
685 }
686
687 static void
688 md_kthread(void *arg)
689 {
690         struct md_s *sc;
691         struct bio *bp;
692         int error;
693
694         sc = arg;
695         thread_lock(curthread);
696         sched_prio(curthread, PRIBIO);
697         thread_unlock(curthread);
698         if (sc->type == MD_VNODE)
699                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
700
701         for (;;) {
702                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
703                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
704                         sc->flags |= MD_EXITING;
705                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
706                         kproc_exit(0);
707                 }
708                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
709                 if (!bp) {
710                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
711                         continue;
712                 }
713                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
714                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
715                         if (sc->fwsectors && sc->fwheads &&
716                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
717                             sc->fwsectors) ||
718                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
719                             sc->fwheads)))
720                                 error = -1;
721                         else
722                                 error = EOPNOTSUPP;
723                 } else {
724                         error = sc->start(sc, bp);
725                 }
726
727                 if (error != -1) {
728                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
729                         g_io_deliver(bp, error);
730                         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
731                                 devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
732                 }
733         }
734 }
735
736 static struct md_s *
737 mdfind(int unit)
738 {
739         struct md_s *sc;
740
741         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
742                 if (sc->unit == unit)
743                         break;
744         }
745         return (sc);
746 }
747
748 static struct md_s *
749 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
750 {
751         struct md_s *sc, *sc2;
752         int error, max = -1;
753
754         *errp = 0;
755         LIST_FOREACH(sc2, &md_softc_list, list) {
756                 if (unit == sc2->unit) {
757                         *errp = EBUSY;
758                         return (NULL);
759                 }
760                 if (unit == -1 && sc2->unit > max) 
761                         max = sc2->unit;
762         }
763         if (unit == -1)
764                 unit = max + 1;
765         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
766         sc->type = type;
767         bioq_init(&sc->bio_queue);
768         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
769         sc->unit = unit;
770         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
771         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
772         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
773         if (error == 0)
774                 return (sc);
775         LIST_REMOVE(sc, list);
776         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
777         free(sc, M_MD);
778         *errp = error;
779         return (NULL);
780 }
781
782 static void
783 mdinit(struct md_s *sc)
784 {
785
786         struct g_geom *gp;
787         struct g_provider *pp;
788
789         g_topology_lock();
790         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
791         gp->softc = sc;
792         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
793         pp->mediasize = sc->mediasize;
794         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
795         sc->gp = gp;
796         sc->pp = pp;
797         g_error_provider(pp, 0);
798         g_topology_unlock();
799         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
800             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
801 }
802
803 /*
804  * XXX: we should check that the range they feed us is mapped.
805  * XXX: we should implement read-only.
806  */
807
808 static int
809 mdcreate_preload(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
810 {
811
812         if (mdio->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_FORCE))
813                 return (EINVAL);
814         if (mdio->md_base == 0)
815                 return (EINVAL);
816         sc->flags = mdio->md_options & MD_FORCE;
817         /* Cast to pointer size, then to pointer to avoid warning */
818         sc->pl_ptr = (u_char *)(uintptr_t)mdio->md_base;
819         sc->pl_len = (size_t)sc->mediasize;
820         return (0);
821 }
822
823
824 static int
825 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
826 {
827         uintptr_t sp;
828         int error;
829         off_t u;
830
831         error = 0;
832         if (mdio->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
833                 return (EINVAL);
834         if (mdio->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdio->md_sectorsize))
835                 return (EINVAL);
836         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
837         if (mdio->md_options & MD_RESERVE)
838                 mdio->md_options &= ~MD_COMPRESS;
839         if (mdio->md_fwsectors != 0)
840                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
841         if (mdio->md_fwheads != 0)
842                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
843         sc->flags = mdio->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
844         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
845         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
846             0x1ff, 0);
847         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
848                 off_t nsectors;
849
850                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
851                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
852                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, M_NOWAIT | M_ZERO);
853                         if (sp != 0)
854                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
855                         else
856                                 error = ENOMEM;
857                         if (error != 0)
858                                 break;
859                 }
860         }
861         return (error);
862 }
863
864
865 static int
866 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
867 {
868         char *tmpbuf;
869         int error = 0;
870
871         /*
872          * Set credits in our softc
873          */
874
875         if (sc->cred)
876                 crfree(sc->cred);
877         sc->cred = crhold(cred);
878
879         /*
880          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
881          */
882
883         if (sc->vnode) {
884                 struct uio auio;
885                 struct iovec aiov;
886
887                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
888                 bzero(&auio, sizeof(auio));
889
890                 aiov.iov_base = tmpbuf;
891                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
892                 auio.uio_iov = &aiov;
893                 auio.uio_iovcnt = 1;
894                 auio.uio_offset = 0;
895                 auio.uio_rw = UIO_READ;
896                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
897                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
898                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
899                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
900                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
901                 free(tmpbuf, M_TEMP);
902         }
903         return (error);
904 }
905
906 static int
907 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
908 {
909         struct vattr vattr;
910         struct nameidata nd;
911         int error, flags, vfslocked;
912
913         error = copyinstr(mdio->md_file, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
914         if (error != 0)
915                 return (error);
916         flags = FREAD|FWRITE;
917         /*
918          * If the user specified that this is a read only device, unset the
919          * FWRITE mask before trying to open the backing store.
920          */
921         if ((mdio->md_options & MD_READONLY) != 0)
922                 flags &= ~FWRITE;
923         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | MPSAFE, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
924         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
925         if (error != 0)
926                 return (error);
927         vfslocked = NDHASGIANT(&nd);
928         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
929         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
930                 error = EINVAL;
931                 goto bad;
932         }       
933         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
934         if (error != 0)
935                 goto bad;
936         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
937                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
938                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
939                         /* Forced unmount. */
940                         error = EBADF;
941                         goto bad;
942                 }
943         }
944         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
945         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
946
947         if (mdio->md_fwsectors != 0)
948                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
949         if (mdio->md_fwheads != 0)
950                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
951         sc->flags = mdio->md_options & (MD_FORCE | MD_ASYNC);
952         if (!(flags & FWRITE))
953                 sc->flags |= MD_READONLY;
954         sc->vnode = nd.ni_vp;
955
956         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
957         if (error != 0) {
958                 sc->vnode = NULL;
959                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
960                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
961                 goto bad;
962         }
963         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
964         return (0);
965 bad:
966         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
967         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
968         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
969         return (error);
970 }
971
972 static int
973 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
974 {
975         int vfslocked;
976
977         if (sc->gp) {
978                 sc->gp->softc = NULL;
979                 g_topology_lock();
980                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
981                 g_topology_unlock();
982                 sc->gp = NULL;
983                 sc->pp = NULL;
984         }
985         if (sc->devstat) {
986                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
987                 sc->devstat = NULL;
988         }
989         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
990         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
991         wakeup(sc);
992         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
993                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
994         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
995         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
996         if (sc->vnode != NULL) {
997                 vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(sc->vnode->v_mount);
998                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
999                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1000                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1001                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1002                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1003                 VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
1004         }
1005         if (sc->cred != NULL)
1006                 crfree(sc->cred);
1007         if (sc->object != NULL)
1008                 vm_object_deallocate(sc->object);
1009         if (sc->indir)
1010                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1011         if (sc->uma)
1012                 uma_zdestroy(sc->uma);
1013
1014         LIST_REMOVE(sc, list);
1015         free(sc, M_MD);
1016         return (0);
1017 }
1018
1019 static int
1020 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1021 {
1022         vm_ooffset_t npage;
1023         int error;
1024
1025         /*
1026          * Range check.  Disallow negative sizes or any size less then the
1027          * size of a page.  Then round to a page.
1028          */
1029         if (sc->mediasize == 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1030                 return (EDOM);
1031
1032         /*
1033          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1034          *
1035          * Note the truncation.
1036          */
1037
1038         npage = mdio->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1039         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1040                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1041         if (mdio->md_fwheads != 0)
1042                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1043         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1044             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1045         if (sc->object == NULL)
1046                 return (ENOMEM);
1047         sc->flags = mdio->md_options & MD_FORCE;
1048         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1049                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1050                         error = EDOM;
1051                         goto finish;
1052                 }
1053         }
1054         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1055  finish:
1056         if (error != 0) {
1057                 vm_object_deallocate(sc->object);
1058                 sc->object = NULL;
1059         }
1060         return (error);
1061 }
1062
1063
1064 static int
1065 xmdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1066 {
1067         struct md_ioctl *mdio;
1068         struct md_s *sc;
1069         int error, i;
1070
1071         if (md_debug)
1072                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1073                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1074
1075         mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1076         if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1077                 return (EINVAL);
1078
1079         /*
1080          * We assert the version number in the individual ioctl
1081          * handlers instead of out here because (a) it is possible we
1082          * may add another ioctl in the future which doesn't read an
1083          * mdio, and (b) the correct return value for an unknown ioctl
1084          * is ENOIOCTL, not EINVAL.
1085          */
1086         error = 0;
1087         switch (cmd) {
1088         case MDIOCATTACH:
1089                 switch (mdio->md_type) {
1090                 case MD_MALLOC:
1091                 case MD_PRELOAD:
1092                 case MD_VNODE:
1093                 case MD_SWAP:
1094                         break;
1095                 default:
1096                         return (EINVAL);
1097                 }
1098                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1099                         sc = mdnew(-1, &error, mdio->md_type);
1100                 else
1101                         sc = mdnew(mdio->md_unit, &error, mdio->md_type);
1102                 if (sc == NULL)
1103                         return (error);
1104                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1105                         mdio->md_unit = sc->unit;
1106                 sc->mediasize = mdio->md_mediasize;
1107                 if (mdio->md_sectorsize == 0)
1108                         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
1109                 else
1110                         sc->sectorsize = mdio->md_sectorsize;
1111                 error = EDOOFUS;
1112                 switch (sc->type) {
1113                 case MD_MALLOC:
1114                         sc->start = mdstart_malloc;
1115                         error = mdcreate_malloc(sc, mdio);
1116                         break;
1117                 case MD_PRELOAD:
1118                         sc->start = mdstart_preload;
1119                         error = mdcreate_preload(sc, mdio);
1120                         break;
1121                 case MD_VNODE:
1122                         sc->start = mdstart_vnode;
1123                         error = mdcreate_vnode(sc, mdio, td);
1124                         break;
1125                 case MD_SWAP:
1126                         sc->start = mdstart_swap;
1127                         error = mdcreate_swap(sc, mdio, td);
1128                         break;
1129                 }
1130                 if (error != 0) {
1131                         mddestroy(sc, td);
1132                         return (error);
1133                 }
1134
1135                 /* Prune off any residual fractional sector */
1136                 i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1137                 sc->mediasize -= i;
1138
1139                 mdinit(sc);
1140                 return (0);
1141         case MDIOCDETACH:
1142                 if (mdio->md_mediasize != 0 ||
1143                     (mdio->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1144                         return (EINVAL);
1145
1146                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1147                 if (sc == NULL)
1148                         return (ENOENT);
1149                 if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1150                     !(mdio->md_options & MD_FORCE))
1151                         return (EBUSY);
1152                 return (mddestroy(sc, td));
1153         case MDIOCQUERY:
1154                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1155                 if (sc == NULL)
1156                         return (ENOENT);
1157                 mdio->md_type = sc->type;
1158                 mdio->md_options = sc->flags;
1159                 mdio->md_mediasize = sc->mediasize;
1160                 mdio->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1161                 if (sc->type == MD_VNODE)
1162                         error = copyout(sc->file, mdio->md_file,
1163                             strlen(sc->file) + 1);
1164                 return (error);
1165         case MDIOCLIST:
1166                 i = 1;
1167                 LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1168                         if (i == MDNPAD - 1)
1169                                 mdio->md_pad[i] = -1;
1170                         else
1171                                 mdio->md_pad[i++] = sc->unit;
1172                 }
1173                 mdio->md_pad[0] = i - 1;
1174                 return (0);
1175         default:
1176                 return (ENOIOCTL);
1177         };
1178 }
1179
1180 static int
1181 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1182 {
1183         int error; 
1184
1185         sx_xlock(&md_sx);
1186         error = xmdctlioctl(dev, cmd, addr, flags, td);
1187         sx_xunlock(&md_sx);
1188         return (error);
1189 }
1190
1191 static void
1192 md_preloaded(u_char *image, size_t length)
1193 {
1194         struct md_s *sc;
1195         int error;
1196
1197         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
1198         if (sc == NULL)
1199                 return;
1200         sc->mediasize = length;
1201         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
1202         sc->pl_ptr = image;
1203         sc->pl_len = length;
1204         sc->start = mdstart_preload;
1205 #ifdef MD_ROOT
1206         if (sc->unit == 0)
1207                 rootdevnames[0] = "ufs:/dev/md0";
1208 #endif
1209         mdinit(sc);
1210 }
1211
1212 static void
1213 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
1214 {
1215
1216         caddr_t mod;
1217         caddr_t c;
1218         u_char *ptr, *name, *type;
1219         unsigned len;
1220         int i;
1221
1222         /* figure out log2(NINDIR) */
1223         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
1224                 i >>= 1;
1225
1226         mod = NULL;
1227         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
1228         g_topology_unlock();
1229 #ifdef MD_ROOT_SIZE
1230         sx_xlock(&md_sx);
1231         md_preloaded(mfs_root.start, sizeof(mfs_root.start));
1232         sx_xunlock(&md_sx);
1233 #endif
1234         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
1235         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
1236                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
1237                 if (name == NULL)
1238                         continue;
1239                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
1240                 if (type == NULL)
1241                         continue;
1242                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
1243                         continue;
1244                 c = preload_search_info(mod, MODINFO_ADDR);
1245                 ptr = *(u_char **)c;
1246                 c = preload_search_info(mod, MODINFO_SIZE);
1247                 len = *(size_t *)c;
1248                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %d bytes at %p\n",
1249                     MD_NAME, mdunits, name, len, ptr);
1250                 sx_xlock(&md_sx);
1251                 md_preloaded(ptr, len);
1252                 sx_xunlock(&md_sx);
1253         }
1254         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
1255             0600, MDCTL_NAME);
1256         g_topology_lock();
1257 }
1258
1259 static void
1260 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp, 
1261     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
1262 {
1263         struct md_s *mp;
1264         char *type;
1265
1266         mp = gp->softc;
1267         if (mp == NULL)
1268                 return;
1269
1270         switch (mp->type) {
1271         case MD_MALLOC:
1272                 type = "malloc";
1273                 break;
1274         case MD_PRELOAD:
1275                 type = "preload";
1276                 break;
1277         case MD_VNODE:
1278                 type = "vnode";
1279                 break;
1280         case MD_SWAP:
1281                 type = "swap";
1282                 break;
1283         default:
1284                 type = "unknown";
1285                 break;
1286         }
1287
1288         if (pp != NULL) {
1289                 if (indent == NULL) {
1290                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
1291                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
1292                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
1293                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
1294                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
1295                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
1296                         if (mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL)
1297                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
1298                 } else {
1299                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
1300                             mp->unit);
1301                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
1302                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
1303                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
1304                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
1305                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
1306                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
1307                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
1308                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
1309                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
1310                             type);
1311                         if (mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL)
1312                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>%s</file>\n",
1313                                     indent, mp->file);
1314                 }
1315         }
1316 }
1317
1318 static void
1319 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
1320 {
1321
1322         sx_destroy(&md_sx);
1323         if (status_dev != NULL)
1324                 destroy_dev(status_dev);
1325 }