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  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
  22  * All rights reserved.
  23  *
  24  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  25  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  26  * Science Department.
  27  *
  28  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
  29  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  30  *
  31  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  32  * modification, are permitted provided that the following conditions
  33  * are met:
  34  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  35  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  36  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  37  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  38  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  39  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  40  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  41  *    without specific prior written permission.
  42  *
  43  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  44  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  45  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  46  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  47  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  48  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  49  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  50  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  51  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  52  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  53  * SUCH DAMAGE.
  54  *
  55  * from: Utah Hdr: vn.c 1.13 94/04/02
  56  *
  57  *      from: @(#)vn.c  8.6 (Berkeley) 4/1/94
  58  * From: src/sys/dev/vn/vn.c,v 1.122 2000/12/16 16:06:03
  59  */
  60
  61 #include "opt_geom.h"
  62 #include "opt_md.h"
  63
  64 #include <sys/param.h>
  65 #include <sys/systm.h>
  66 #include <sys/bio.h>
  67 #include <sys/buf.h>
  68 #include <sys/conf.h>
  69 #include <sys/devicestat.h>
  70 #include <sys/fcntl.h>
  71 #include <sys/kernel.h>
  72 #include <sys/kthread.h>
  73 #include <sys/limits.h>
  74 #include <sys/linker.h>
  75 #include <sys/lock.h>
  76 #include <sys/malloc.h>
  77 #include <sys/mdioctl.h>
  78 #include <sys/mount.h>
  79 #include <sys/mutex.h>
  80 #include <sys/sx.h>
  81 #include <sys/namei.h>
  82 #include <sys/proc.h>
  83 #include <sys/queue.h>
  84 #include <sys/sbuf.h>
  85 #include <sys/sched.h>
  86 #include <sys/sf_buf.h>
  87 #include <sys/sysctl.h>
  88 #include <sys/vnode.h>
  89
  90 #include <geom/geom.h>
  91 #include <geom/geom_int.h>
  92
  93 #include <vm/vm.h>
  94 #include <vm/vm_param.h>
  95 #include <vm/vm_object.h>
  96 #include <vm/vm_page.h>
  97 #include <vm/vm_pager.h>
  98 #include <vm/swap_pager.h>
  99 #include <vm/uma.h>
 100
 101 #define MD_MODVER 1
 102
 103 #define MD_SHUTDOWN     0x10000         /* Tell worker thread to terminate. */
 104 #define MD_EXITING      0x20000         /* Worker thread is exiting. */
 105
 106 #ifndef MD_NSECT
 107 #define MD_NSECT (10000 * 2)
 108 #endif
 109
 110 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
 111 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
 112
 113 static int md_debug;
 114 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0, "");
 115 static int md_malloc_wait;
 116 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, md_malloc_wait, CTLFLAG_RW, &md_malloc_wait, 0, "");
 117
 118 #if defined(MD_ROOT) && defined(MD_ROOT_SIZE)
 119 /*
 120  * Preloaded image gets put here.
 121  * Applications that patch the object with the image can determine
 122  * the size looking at the start and end markers (strings),
 123  * so we want them contiguous.
 124  */
 125 static struct {
 126         u_char start[MD_ROOT_SIZE*1024];
 127         u_char end[128];
 128 } mfs_root = {
 129         .start = "MFS Filesystem goes here",
 130         .end = "MFS Filesystem had better STOP here",
 131 };
 132 #endif
 133
 134 static g_init_t g_md_init;
 135 static g_fini_t g_md_fini;
 136 static g_start_t g_md_start;
 137 static g_access_t g_md_access;
 138 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent,
 139     struct g_geom *gp, struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
 140
 141 static struct cdev *status_dev = 0;
 142 static struct sx md_sx;
 143 static struct unrhdr *md_uh;
 144
 145 static d_ioctl_t mdctlioctl;
 146
 147 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
 148         .d_version =    D_VERSION,
 149         .d_ioctl =      mdctlioctl,
 150         .d_name =       MD_NAME,
 151 };
 152
 153 struct g_class g_md_class = {
 154         .name = "MD",
 155         .version = G_VERSION,
 156         .init = g_md_init,
 157         .fini = g_md_fini,
 158         .start = g_md_start,
 159         .access = g_md_access,
 160         .dumpconf = g_md_dumpconf,
 161 };
 162
 163 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
 164
 165
 166 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 167
 168 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 169 #define NMASK   (NINDIR-1)
 170 static int nshift;
 171
 172 static int md_vnode_pbuf_freecnt;
 173
 174 struct indir {
 175         uintptr_t       *array;
 176         u_int           total;
 177         u_int           used;
 178         u_int           shift;
 179 };
 180
 181 struct md_s {
 182         int unit;
 183         LIST_ENTRY(md_s) list;
 184         struct bio_queue_head bio_queue;
 185         struct mtx queue_mtx;
 186         struct cdev *dev;
 187         enum md_types type;
 188         off_t mediasize;
 189         unsigned sectorsize;
 190         unsigned opencount;
 191         unsigned fwheads;
 192         unsigned fwsectors;
 193         unsigned flags;
 194         char name[20];
 195         struct proc *procp;
 196         struct g_geom *gp;
 197         struct g_provider *pp;
 198         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
 199         struct devstat *devstat;
 200
 201         /* MD_MALLOC related fields */
 202         struct indir *indir;
 203         uma_zone_t uma;
 204
 205         /* MD_PRELOAD related fields */
 206         u_char *pl_ptr;
 207         size_t pl_len;
 208
 209         /* MD_VNODE related fields */
 210         struct vnode *vnode;
 211         char file[PATH_MAX];
 212         struct ucred *cred;
 213
 214         /* MD_SWAP related fields */
 215         vm_object_t object;
 216 };
 217
 218 static struct indir *
 219 new_indir(u_int shift)
 220 {
 221         struct indir *ip;
 222
 223         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
 224             | M_ZERO);
 225         if (ip == NULL)
 226                 return (NULL);
 227         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 228             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 229         if (ip->array == NULL) {
 230                 free(ip, M_MD);
 231                 return (NULL);
 232         }
 233         ip->total = NINDIR;
 234         ip->shift = shift;
 235         return (ip);
 236 }
 237
 238 static void
 239 del_indir(struct indir *ip)
 240 {
 241
 242         free(ip->array, M_MDSECT);
 243         free(ip, M_MD);
 244 }
 245
 246 static void
 247 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
 248 {
 249         int i;
 250
 251         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
 252                 if (!ip->array[i])
 253                         continue;
 254                 if (ip->shift)
 255                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
 256                 else if (ip->array[i] > 255)
 257                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
 258         }
 259         del_indir(ip);
 260 }
 261
 262 /*
 263  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
 264  * for a device of "size" sectors.
 265  */
 266
 267 static struct indir *
 268 dimension(off_t size)
 269 {
 270         off_t rcnt;
 271         struct indir *ip;
 272         int layer;
 273
 274         rcnt = size;
 275         layer = 0;
 276         while (rcnt > NINDIR) {
 277                 rcnt /= NINDIR;
 278                 layer++;
 279         }
 280
 281         /*
 282          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
 283          * too much space for ip->array in here.
 284          */
 285         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 286         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 287             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
 288         ip->total = NINDIR;
 289         ip->shift = layer * nshift;
 290         return (ip);
 291 }
 292
 293 /*
 294  * Read a given sector
 295  */
 296
 297 static uintptr_t
 298 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
 299 {
 300         struct indir *cip;
 301         int idx;
 302         uintptr_t up;
 303
 304         if (md_debug > 1)
 305                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
 306         up = 0;
 307         for (cip = ip; cip != NULL;) {
 308                 if (cip->shift) {
 309                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 310                         up = cip->array[idx];
 311                         cip = (struct indir *)up;
 312                         continue;
 313                 }
 314                 idx = offset & NMASK;
 315                 return (cip->array[idx]);
 316         }
 317         return (0);
 318 }
 319
 320 /*
 321  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
 322  */
 323
 324 static int
 325 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
 326 {
 327         struct indir *cip, *lip[10];
 328         int idx, li;
 329         uintptr_t up;
 330
 331         if (md_debug > 1)
 332                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
 333         up = 0;
 334         li = 0;
 335         cip = ip;
 336         for (;;) {
 337                 lip[li++] = cip;
 338                 if (cip->shift) {
 339                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 340                         up = cip->array[idx];
 341                         if (up != 0) {
 342                                 cip = (struct indir *)up;
 343                                 continue;
 344                         }
 345                         /* Allocate branch */
 346                         cip->array[idx] =
 347                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
 348                         if (cip->array[idx] == 0)
 349                                 return (ENOSPC);
 350                         cip->used++;
 351                         up = cip->array[idx];
 352                         cip = (struct indir *)up;
 353                         continue;
 354                 }
 355                 /* leafnode */
 356                 idx = offset & NMASK;
 357                 up = cip->array[idx];
 358                 if (up != 0)
 359                         cip->used--;
 360                 cip->array[idx] = ptr;
 361                 if (ptr != 0)
 362                         cip->used++;
 363                 break;
 364         }
 365         if (cip->used != 0 || li == 1)
 366                 return (0);
 367         li--;
 368         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
 369                 li--;
 370                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
 371                 up = lip[li]->array[idx];
 372                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
 373                 del_indir(cip);
 374                 lip[li]->array[idx] = 0;
 375                 lip[li]->used--;
 376                 cip = lip[li];
 377         }
 378         return (0);
 379 }
 380
 381
 382 static int
 383 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 384 {
 385         struct md_s *sc;
 386
 387         sc = pp->geom->softc;
 388         if (sc == NULL) {
 389                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 390                         return (0);
 391                 return (ENXIO);
 392         }
 393         r += pp->acr;
 394         w += pp->acw;
 395         e += pp->ace;
 396         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 397                 return (EROFS);
 398         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 399                 sc->opencount = 1;
 400         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 401                 sc->opencount = 0;
 402         }
 403         return (0);
 404 }
 405
 406 static void
 407 g_md_start(struct bio *bp)
 408 {
 409         struct md_s *sc;
 410
 411         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 412         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
 413                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 414         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 415         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 416         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 417         wakeup(sc);
 418 }
 419
 420 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 421 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 422 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 423 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 424 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 425
 426 static int
 427 md_malloc_move(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 428     void *ptr, u_char fill, int op)
 429 {
 430         struct sf_buf *sf;
 431         vm_page_t m, *mp1;
 432         char *p, first;
 433         off_t *uc;
 434         unsigned n;
 435         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 436
 437         m = NULL;
 438         error = 0;
 439         sf = NULL;
 440         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 441                 first = 0;
 442                 first_read = 0;
 443                 uc = ptr;
 444                 mp1 = *mp;
 445                 ma_offs1 = *ma_offs;
 446         /* } */
 447         sched_pin();
 448         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 449                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 450                 if (m != **mp) {
 451                         if (sf != NULL)
 452                                 sf_buf_free(sf);
 453                         m = **mp;
 454                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 455                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 456                         if (sf == NULL) {
 457                                 error = ENOMEM;
 458                                 break;
 459                         }
 460                 }
 461                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 462                 switch (op) {
 463                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 464                         bzero(p, sz);
 465                         break;
 466                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 467                         memset(p, fill, sz);
 468                         break;
 469                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 470                         bcopy(ptr, p, sz);
 471                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 472                         break;
 473                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 474                         bcopy(p, ptr, sz);
 475                         break;
 476                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 477                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 478                                 if (!first_read) {
 479                                         *uc = (u_char)*p;
 480                                         first = *p;
 481                                         first_read = 1;
 482                                 } else if (*p != first) {
 483                                         error = EDOOFUS;
 484                                         break;
 485                                 }
 486                         }
 487                         break;
 488                 default:
 489                         KASSERT(0, ("md_malloc_move unknown op %d\n", op));
 490                         break;
 491                 }
 492                 if (error != 0)
 493                         break;
 494                 *ma_offs += sz;
 495                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 496                 if (*ma_offs == 0)
 497                         (*mp)++;
 498                 ptr = (char *)ptr + sz;
 499         }
 500
 501         if (sf != NULL)
 502                 sf_buf_free(sf);
 503         sched_unpin();
 504         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 505                 *mp = mp1;
 506                 *ma_offs = ma_offs1;
 507         }
 508         return (error);
 509 }
 510
 511 static int
 512 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 513 {
 514         u_char *dst;
 515         vm_page_t *m;
 516         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 517         off_t secno, nsec, uc;
 518         uintptr_t sp, osp;
 519
 520         switch (bp->bio_cmd) {
 521         case BIO_READ:
 522         case BIO_WRITE:
 523         case BIO_DELETE:
 524                 break;
 525         default:
 526                 return (EOPNOTSUPP);
 527         }
 528
 529         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 530         if (notmapped) {
 531                 m = bp->bio_ma;
 532                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 533                 dst = NULL;
 534         } else {
 535                 dst = bp->bio_data;
 536         }
 537
 538         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 539         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 540         error = 0;
 541         while (nsec--) {
 542                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 543                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 544                         if (osp != 0)
 545                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 546                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 547                         if (osp == 0) {
 548                                 if (notmapped) {
 549                                         error = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 550                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 551                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 552                                 } else
 553                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 554                         } else if (osp <= 255) {
 555                                 if (notmapped) {
 556                                         error = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 557                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 558                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 559                                 } else
 560                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 561                         } else {
 562                                 if (notmapped) {
 563                                         error = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 564                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 565                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 566                                 } else {
 567                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 568                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 569                                 }
 570                         }
 571                         osp = 0;
 572                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 573                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 574                                 if (notmapped) {
 575                                         error1 = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 576                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 577                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 578                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 579                                 } else {
 580                                         uc = dst[0];
 581                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 582                                                 if (dst[i] != uc)
 583                                                         break;
 584                                         }
 585                                 }
 586                         } else {
 587                                 i = 0;
 588                                 uc = 0;
 589                         }
 590                         if (i == sc->sectorsize) {
 591                                 if (osp != uc)
 592                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 593                         } else {
 594                                 if (osp <= 255) {
 595                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 596                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 597                                             M_NOWAIT);
 598                                         if (sp == 0) {
 599                                                 error = ENOSPC;
 600                                                 break;
 601                                         }
 602                                         if (notmapped) {
 603                                                 error = md_malloc_move(&m,
 604                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 605                                                     (void *)sp, 0,
 606                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 607                                         } else {
 608                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 609                                                     sc->sectorsize);
 610                                         }
 611                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 612                                 } else {
 613                                         if (notmapped) {
 614                                                 error = md_malloc_move(&m,
 615                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 616                                                     (void *)osp, 0,
 617                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 618                                         } else {
 619                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 620                                                     sc->sectorsize);
 621                                         }
 622                                         osp = 0;
 623                                 }
 624                         }
 625                 } else {
 626                         error = EOPNOTSUPP;
 627                 }
 628                 if (osp > 255)
 629                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 630                 if (error != 0)
 631                         break;
 632                 secno++;
 633                 if (!notmapped)
 634                         dst += sc->sectorsize;
 635         }
 636         bp->bio_resid = 0;
 637         return (error);
 638 }
 639
 640 static int
 641 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 642 {
 643
 644         switch (bp->bio_cmd) {
 645         case BIO_READ:
 646                 bcopy(sc->pl_ptr + bp->bio_offset, bp->bio_data,
 647                     bp->bio_length);
 648                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 649                 break;
 650         case BIO_WRITE:
 651                 bcopy(bp->bio_data, sc->pl_ptr + bp->bio_offset,
 652                     bp->bio_length);
 653                 break;
 654         }
 655         bp->bio_resid = 0;
 656         return (0);
 657 }
 658
 659 static int
 660 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 661 {
 662         int error, vfslocked;
 663         struct uio auio;
 664         struct iovec aiov;
 665         struct mount *mp;
 666         struct vnode *vp;
 667         struct buf *pb;
 668         struct thread *td;
 669         off_t end, zerosize;
 670
 671         switch (bp->bio_cmd) {
 672         case BIO_READ:
 673         case BIO_WRITE:
 674         case BIO_DELETE:
 675         case BIO_FLUSH:
 676                 break;
 677         default:
 678                 return (EOPNOTSUPP);
 679         }
 680
 681         td = curthread;
 682         vp = sc->vnode;
 683
 684         /*
 685          * VNODE I/O
 686          *
 687          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 688          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 689          * still valid.
 690          */
 691
 692         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 693                 vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 694                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 695                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 696                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 697                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 698                 vn_finished_write(mp);
 699                 VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 700                 return (error);
 701         }
 702
 703         bzero(&auio, sizeof(auio));
 704
 705         /*
 706          * Special case for BIO_DELETE.  On the surface, this is very
 707          * similar to BIO_WRITE, except that we write from our own
 708          * fixed-length buffer, so we have to loop.  The net result is
 709          * that the two cases end up having very little in common.
 710          */
 711         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 712                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 713                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 714                 auio.uio_iov = &aiov;
 715                 auio.uio_iovcnt = 1;
 716                 auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 717                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 718                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 719                 auio.uio_td = td;
 720                 end = bp->bio_offset + bp->bio_length;
 721                 vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 722                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 723                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 724                 error = 0;
 725                 while (auio.uio_offset < end) {
 726                         aiov.iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 727                         aiov.iov_len = end - auio.uio_offset;
 728                         if (aiov.iov_len > zerosize)
 729                                 aiov.iov_len = zerosize;
 730                         auio.uio_resid = aiov.iov_len;
 731                         error = VOP_WRITE(vp, &auio,
 732                             sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC, sc->cred);
 733                         if (error != 0)
 734                                 break;
 735                 }
 736                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 737                 vn_finished_write(mp);
 738                 bp->bio_resid = end - auio.uio_offset;
 739                 VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 740                 return (error);
 741         }
 742
 743         KASSERT(bp->bio_length <= MAXPHYS, ("bio_length %jd",
 744             (uintmax_t)bp->bio_length));
 745         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) == 0) {
 746                 pb = NULL;
 747                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 748         } else {
 749                 pb = getpbuf(&md_vnode_pbuf_freecnt);
 750                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data, bp->bio_ma, bp->bio_ma_n);
 751                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 752                     bp->bio_ma_offset);
 753         }
 754         aiov.iov_len = bp->bio_length;
 755         auio.uio_iov = &aiov;
 756         auio.uio_iovcnt = 1;
 757         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 758         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 759         if (bp->bio_cmd == BIO_READ)
 760                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 761         else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)
 762                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 763         else
 764                 panic("wrong BIO_OP in mdstart_vnode");
 765         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 766         auio.uio_td = td;
 767         /*
 768          * When reading set IO_DIRECT to try to avoid double-caching
 769          * the data.  When writing IO_DIRECT is not optimal.
 770          */
 771         vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(vp->v_mount);
 772         if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 773                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 774                 error = VOP_READ(vp, &auio, IO_DIRECT, sc->cred);
 775                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 776         } else {
 777                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 778                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 779                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
 780                     sc->cred);
 781                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 782                 vn_finished_write(mp);
 783         }
 784         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 785                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, bp->bio_ma_n);
 786                 relpbuf(pb, &md_vnode_pbuf_freecnt);
 787         }
 788         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
 789         bp->bio_resid = auio.uio_resid;
 790         return (error);
 791 }
 792
 793 static int
 794 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 795 {
 796         vm_page_t m;
 797         u_char *p;
 798         vm_pindex_t i, lastp;
 799         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
 800
 801         switch (bp->bio_cmd) {
 802         case BIO_READ:
 803         case BIO_WRITE:
 804         case BIO_DELETE:
 805                 break;
 806         default:
 807                 return (EOPNOTSUPP);
 808         }
 809
 810         p = bp->bio_data;
 811         ma_offs = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) == 0 ? 0 : bp->bio_ma_offset;
 812
 813         /*
 814          * offs is the offset at which to start operating on the
 815          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
 816          * which we're going to operate.  lastend is the ending
 817          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
 818          * we're operating on complete aligned pages).
 819          */
 820         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
 821         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
 822         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
 823
 824         rv = VM_PAGER_OK;
 825         VM_OBJECT_LOCK(sc->object);
 826         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
 827         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
 828                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
 829                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_NORMAL |
 830                     VM_ALLOC_RETRY);
 831                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 832                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
 833                                 rv = VM_PAGER_OK;
 834                         else
 835                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
 836                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
 837                                 vm_page_wakeup(m);
 838                                 break;
 839                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
 840                                 /*
 841                                  * Pager does not have the page.  Zero
 842                                  * the allocated page, and mark it as
 843                                  * valid. Do not set dirty, the page
 844                                  * can be recreated if thrown out.
 845                                  */
 846                                 pmap_zero_page(m);
 847                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 848                         }
 849                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 850                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
 851                                     ma_offs, len);
 852                         } else {
 853                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
 854                                 cpu_flush_dcache(p, len);
 855                         }
 856                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 857                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
 858                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
 859                         else
 860                                 rv = VM_PAGER_OK;
 861                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
 862                                 vm_page_wakeup(m);
 863                                 break;
 864                         }
 865                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 866                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
 867                                     offs, len);
 868                         } else {
 869                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
 870                         }
 871                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 872                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 873                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
 874                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
 875                         else
 876                                 rv = VM_PAGER_OK;
 877                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
 878                                 vm_page_wakeup(m);
 879                                 break;
 880                         }
 881                         if (len != PAGE_SIZE) {
 882                                 pmap_zero_page_area(m, offs, len);
 883                                 vm_page_clear_dirty(m, offs, len);
 884                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 885                         } else
 886                                 vm_pager_page_unswapped(m);
 887                 }
 888                 vm_page_wakeup(m);
 889                 vm_page_lock(m);
 890                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE && len == PAGE_SIZE)
 891                         vm_page_free(m);
 892                 else
 893                         vm_page_activate(m);
 894                 vm_page_unlock(m);
 895                 if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)
 896                         vm_page_dirty(m);
 897
 898                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
 899                 p += PAGE_SIZE - offs;
 900                 offs = 0;
 901                 ma_offs += len;
 902         }
 903         vm_object_pip_subtract(sc->object, 1);
 904         VM_OBJECT_UNLOCK(sc->object);
 905         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
 906 }
 907
 908 static void
 909 md_kthread(void *arg)
 910 {
 911         struct md_s *sc;
 912         struct bio *bp;
 913         int error;
 914
 915         sc = arg;
 916         thread_lock(curthread);
 917         sched_prio(curthread, PRIBIO);
 918         thread_unlock(curthread);
 919         if (sc->type == MD_VNODE)
 920                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
 921
 922         for (;;) {
 923                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 924                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
 925                         sc->flags |= MD_EXITING;
 926                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 927                         kproc_exit(0);
 928                 }
 929                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
 930                 if (!bp) {
 931                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
 932                         continue;
 933                 }
 934                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 935                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
 936                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
 937                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
 938                             sc->fwsectors) ||
 939                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
 940                             sc->fwheads))) ||
 941                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
 942                                 error = -1;
 943                         else
 944                                 error = EOPNOTSUPP;
 945                 } else {
 946                         error = sc->start(sc, bp);
 947                 }
 948
 949                 if (error != -1) {
 950                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
 951                         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
 952                                 devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 953                         g_io_deliver(bp, error);
 954                 }
 955         }
 956 }
 957
 958 static struct md_s *
 959 mdfind(int unit)
 960 {
 961         struct md_s *sc;
 962
 963         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
 964                 if (sc->unit == unit)
 965                         break;
 966         }
 967         return (sc);
 968 }
 969
 970 static struct md_s *
 971 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
 972 {
 973         struct md_s *sc;
 974         int error;
 975
 976         *errp = 0;
 977         if (unit == -1)
 978                 unit = alloc_unr(md_uh);
 979         else
 980                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
 981
 982         if (unit == -1) {
 983                 *errp = EBUSY;
 984                 return (NULL);
 985         }
 986
 987         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 988         sc->type = type;
 989         bioq_init(&sc->bio_queue);
 990         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
 991         sc->unit = unit;
 992         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
 993         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
 994         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
 995         if (error == 0)
 996                 return (sc);
 997         LIST_REMOVE(sc, list);
 998         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
 999         free_unr(md_uh, sc->unit);
1000         free(sc, M_MD);
1001         *errp = error;
1002         return (NULL);
1003 }
1004
1005 static void
1006 mdinit(struct md_s *sc)
1007 {
1008         struct g_geom *gp;
1009         struct g_provider *pp;
1010
1011         g_topology_lock();
1012         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1013         gp->softc = sc;
1014         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1015         pp->mediasize = sc->mediasize;
1016         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1017         switch (sc->type) {
1018         case MD_MALLOC:
1019         case MD_VNODE:
1020         case MD_SWAP:
1021                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1022                 break;
1023         case MD_PRELOAD:
1024                 break;
1025         }
1026         sc->gp = gp;
1027         sc->pp = pp;
1028         g_error_provider(pp, 0);
1029         g_topology_unlock();
1030         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1031             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1032 }
1033
1034 static int
1035 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
1036 {
1037         uintptr_t sp;
1038         int error;
1039         off_t u;
1040
1041         error = 0;
1042         if (mdio->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1043                 return (EINVAL);
1044         if (mdio->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdio->md_sectorsize))
1045                 return (EINVAL);
1046         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1047         if (mdio->md_options & MD_RESERVE)
1048                 mdio->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1049         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1050                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1051         if (mdio->md_fwheads != 0)
1052                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1053         sc->flags = mdio->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1054         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1055         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1056             0x1ff, 0);
1057         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1058                 off_t nsectors;
1059
1060                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1061                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1062                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1063                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1064                         if (sp != 0)
1065                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1066                         else
1067                                 error = ENOMEM;
1068                         if (error != 0)
1069                                 break;
1070                 }
1071         }
1072         return (error);
1073 }
1074
1075
1076 static int
1077 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1078 {
1079         char *tmpbuf;
1080         int error = 0;
1081
1082         /*
1083          * Set credits in our softc
1084          */
1085
1086         if (sc->cred)
1087                 crfree(sc->cred);
1088         sc->cred = crhold(cred);
1089
1090         /*
1091          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1092          */
1093
1094         if (sc->vnode) {
1095                 struct uio auio;
1096                 struct iovec aiov;
1097
1098                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1099                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1100
1101                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1102                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1103                 auio.uio_iov = &aiov;
1104                 auio.uio_iovcnt = 1;
1105                 auio.uio_offset = 0;
1106                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1107                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1108                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1109                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1110                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1111                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1112                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1113         }
1114         return (error);
1115 }
1116
1117 static int
1118 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1119 {
1120         struct vattr vattr;
1121         struct nameidata nd;
1122         char *fname;
1123         int error, flags, vfslocked;
1124
1125         /*
1126          * Kernel-originated requests must have the filename appended
1127          * to the mdio structure to protect against malicious software.
1128          */
1129         fname = mdio->md_file;
1130         if ((void *)fname != (void *)(mdio + 1)) {
1131                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1132                 if (error != 0)
1133                         return (error);
1134         } else
1135                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1136
1137         /*
1138          * If the user specified that this is a read only device, don't
1139          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1140          */
1141         flags = FREAD | ((mdio->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE);
1142         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | MPSAFE, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1143         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1144         if (error != 0)
1145                 return (error);
1146         vfslocked = NDHASGIANT(&nd);
1147         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1148         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1149                 error = EINVAL;
1150                 goto bad;
1151         }
1152         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1153         if (error != 0)
1154                 goto bad;
1155         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1156                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1157                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1158                         /* Forced unmount. */
1159                         error = EBADF;
1160                         goto bad;
1161                 }
1162         }
1163         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1164         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1165
1166         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1167                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1168         if (mdio->md_fwheads != 0)
1169                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1170         sc->flags = mdio->md_options & (MD_FORCE | MD_ASYNC);
1171         if (!(flags & FWRITE))
1172                 sc->flags |= MD_READONLY;
1173         sc->vnode = nd.ni_vp;
1174
1175         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1176         if (error != 0) {
1177                 sc->vnode = NULL;
1178                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1179                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1180                 goto bad;
1181         }
1182         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
1183         return (0);
1184 bad:
1185         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1186         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1187         VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
1188         return (error);
1189 }
1190
1191 static int
1192 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1193 {
1194         int vfslocked;
1195
1196         if (sc->gp) {
1197                 sc->gp->softc = NULL;
1198                 g_topology_lock();
1199                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1200                 g_topology_unlock();
1201                 sc->gp = NULL;
1202                 sc->pp = NULL;
1203         }
1204         if (sc->devstat) {
1205                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1206                 sc->devstat = NULL;
1207         }
1208         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1209         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1210         wakeup(sc);
1211         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1212                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1213         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1214         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1215         if (sc->vnode != NULL) {
1216                 vfslocked = VFS_LOCK_GIANT(sc->vnode->v_mount);
1217                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1218                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1219                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1220                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1221                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1222                 VFS_UNLOCK_GIANT(vfslocked);
1223         }
1224         if (sc->cred != NULL)
1225                 crfree(sc->cred);
1226         if (sc->object != NULL)
1227                 vm_object_deallocate(sc->object);
1228         if (sc->indir)
1229                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1230         if (sc->uma)
1231                 uma_zdestroy(sc->uma);
1232
1233         LIST_REMOVE(sc, list);
1234         free_unr(md_uh, sc->unit);
1235         free(sc, M_MD);
1236         return (0);
1237 }
1238
1239 static int
1240 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1241 {
1242         vm_ooffset_t npage;
1243         int error;
1244
1245         /*
1246          * Range check.  Disallow negative sizes or any size less then the
1247          * size of a page.  Then round to a page.
1248          */
1249         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1250                 return (EDOM);
1251
1252         /*
1253          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1254          *
1255          * Note the truncation.
1256          */
1257
1258         npage = mdio->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1259         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1260                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1261         if (mdio->md_fwheads != 0)
1262                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1263         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1264             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1265         if (sc->object == NULL)
1266                 return (ENOMEM);
1267         sc->flags = mdio->md_options & MD_FORCE;
1268         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1269                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1270                         error = EDOM;
1271                         goto finish;
1272                 }
1273         }
1274         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1275  finish:
1276         if (error != 0) {
1277                 vm_object_deallocate(sc->object);
1278                 sc->object = NULL;
1279         }
1280         return (error);
1281 }
1282
1283
1284 static int
1285 xmdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1286 {
1287         struct md_ioctl *mdio;
1288         struct md_s *sc;
1289         int error, i;
1290         unsigned sectsize;
1291
1292         if (md_debug)
1293                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1294                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1295
1296         mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1297         if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1298                 return (EINVAL);
1299
1300         /*
1301          * We assert the version number in the individual ioctl
1302          * handlers instead of out here because (a) it is possible we
1303          * may add another ioctl in the future which doesn't read an
1304          * mdio, and (b) the correct return value for an unknown ioctl
1305          * is ENOIOCTL, not EINVAL.
1306          */
1307         error = 0;
1308         switch (cmd) {
1309         case MDIOCATTACH:
1310                 switch (mdio->md_type) {
1311                 case MD_MALLOC:
1312                 case MD_PRELOAD:
1313                 case MD_VNODE:
1314                 case MD_SWAP:
1315                         break;
1316                 default:
1317                         return (EINVAL);
1318                 }
1319                 if (mdio->md_sectorsize == 0)
1320                         sectsize = DEV_BSIZE;
1321                 else
1322                         sectsize = mdio->md_sectorsize;
1323                 if (sectsize > MAXPHYS || mdio->md_mediasize < sectsize)
1324                         return (EINVAL);
1325                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1326                         sc = mdnew(-1, &error, mdio->md_type);
1327                 else {
1328                         if (mdio->md_unit > INT_MAX)
1329                                 return (EINVAL);
1330                         sc = mdnew(mdio->md_unit, &error, mdio->md_type);
1331                 }
1332                 if (sc == NULL)
1333                         return (error);
1334                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1335                         mdio->md_unit = sc->unit;
1336                 sc->mediasize = mdio->md_mediasize;
1337                 sc->sectorsize = sectsize;
1338                 error = EDOOFUS;
1339                 switch (sc->type) {
1340                 case MD_MALLOC:
1341                         sc->start = mdstart_malloc;
1342                         error = mdcreate_malloc(sc, mdio);
1343                         break;
1344                 case MD_PRELOAD:
1345                         /*
1346                          * We disallow attaching preloaded memory disks via
1347                          * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1348                          * attached in g_md_init().
1349                          */
1350                         error = EOPNOTSUPP;
1351                         break;
1352                 case MD_VNODE:
1353                         sc->start = mdstart_vnode;
1354                         error = mdcreate_vnode(sc, mdio, td);
1355                         break;
1356                 case MD_SWAP:
1357                         sc->start = mdstart_swap;
1358                         error = mdcreate_swap(sc, mdio, td);
1359                         break;
1360                 }
1361                 if (error != 0) {
1362                         mddestroy(sc, td);
1363                         return (error);
1364                 }
1365
1366                 /* Prune off any residual fractional sector */
1367                 i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1368                 sc->mediasize -= i;
1369
1370                 mdinit(sc);
1371                 return (0);
1372         case MDIOCDETACH:
1373                 if (mdio->md_mediasize != 0 ||
1374                     (mdio->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1375                         return (EINVAL);
1376
1377                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1378                 if (sc == NULL)
1379                         return (ENOENT);
1380                 if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1381                     !(mdio->md_options & MD_FORCE))
1382                         return (EBUSY);
1383                 return (mddestroy(sc, td));
1384         case MDIOCQUERY:
1385                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1386                 if (sc == NULL)
1387                         return (ENOENT);
1388                 mdio->md_type = sc->type;
1389                 mdio->md_options = sc->flags;
1390                 mdio->md_mediasize = sc->mediasize;
1391                 mdio->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1392                 if (sc->type == MD_VNODE)
1393                         error = copyout(sc->file, mdio->md_file,
1394                             strlen(sc->file) + 1);
1395                 return (error);
1396         case MDIOCLIST:
1397                 i = 1;
1398                 LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1399                         if (i == MDNPAD - 1)
1400                                 mdio->md_pad[i] = -1;
1401                         else
1402                                 mdio->md_pad[i++] = sc->unit;
1403                 }
1404                 mdio->md_pad[0] = i - 1;
1405                 return (0);
1406         default:
1407                 return (ENOIOCTL);
1408         };
1409 }
1410
1411 static int
1412 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1413 {
1414         int error;
1415
1416         sx_xlock(&md_sx);
1417         error = xmdctlioctl(dev, cmd, addr, flags, td);
1418         sx_xunlock(&md_sx);
1419         return (error);
1420 }
1421
1422 static void
1423 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
1424 {
1425         struct md_s *sc;
1426         int error;
1427
1428         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
1429         if (sc == NULL)
1430                 return;
1431         sc->mediasize = length;
1432         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
1433         sc->pl_ptr = image;
1434         sc->pl_len = length;
1435         sc->start = mdstart_preload;
1436 #ifdef MD_ROOT
1437         if (sc->unit == 0)
1438                 rootdevnames[0] = "ufs:/dev/md0";
1439 #endif
1440         mdinit(sc);
1441         if (name != NULL) {
1442                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
1443                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
1444         }
1445 }
1446
1447 static void
1448 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
1449 {
1450         caddr_t mod;
1451         u_char *ptr, *name, *type;
1452         unsigned len;
1453         int i;
1454
1455         /* figure out log2(NINDIR) */
1456         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
1457                 i >>= 1;
1458
1459         mod = NULL;
1460         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
1461         g_topology_unlock();
1462         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
1463 #ifdef MD_ROOT_SIZE
1464         sx_xlock(&md_sx);
1465         md_preloaded(mfs_root.start, sizeof(mfs_root.start), NULL);
1466         sx_xunlock(&md_sx);
1467 #endif
1468         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
1469         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
1470                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
1471                 if (name == NULL)
1472                         continue;
1473                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
1474                 if (type == NULL)
1475                         continue;
1476                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
1477                         continue;
1478                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
1479                 len = preload_fetch_size(mod);
1480                 if (ptr != NULL && len != 0) {
1481                         sx_xlock(&md_sx);
1482                         md_preloaded(ptr, len, name);
1483                         sx_xunlock(&md_sx);
1484                 }
1485         }
1486         md_vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 10;
1487         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
1488             0600, MDCTL_NAME);
1489         g_topology_lock();
1490 }
1491
1492 static void
1493 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
1494     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
1495 {
1496         struct md_s *mp;
1497         char *type;
1498
1499         mp = gp->softc;
1500         if (mp == NULL)
1501                 return;
1502
1503         switch (mp->type) {
1504         case MD_MALLOC:
1505                 type = "malloc";
1506                 break;
1507         case MD_PRELOAD:
1508                 type = "preload";
1509                 break;
1510         case MD_VNODE:
1511                 type = "vnode";
1512                 break;
1513         case MD_SWAP:
1514                 type = "swap";
1515                 break;
1516         default:
1517                 type = "unknown";
1518                 break;
1519         }
1520
1521         if (pp != NULL) {
1522                 if (indent == NULL) {
1523                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
1524                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
1525                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
1526                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
1527                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
1528                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
1529                         if (mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL)
1530                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
1531                 } else {
1532                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
1533                             mp->unit);
1534                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
1535                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
1536                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
1537                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
1538                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
1539                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
1540                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
1541                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
1542                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
1543                             type);
1544                         if (mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) {
1545                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
1546                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
1547                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
1548                         }
1549                 }
1550         }
1551 }
1552
1553 static void
1554 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
1555 {
1556
1557         sx_destroy(&md_sx);
1558         if (status_dev != NULL)
1559                 destroy_dev(status_dev);
1560         delete_unrhdr(md_uh);
1561 }