sys/dev/md/md.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: (Beerware AND BSD-3-Clause)
   3  *
   4  * ----------------------------------------------------------------------------
   5  * "THE BEER-WARE LICENSE" (Revision 42):
   6  * <phk@FreeBSD.ORG> wrote this file.  As long as you retain this notice you
   7  * can do whatever you want with this stuff. If we meet some day, and you think
   8  * this stuff is worth it, you can buy me a beer in return.   Poul-Henning Kamp
   9  * ----------------------------------------------------------------------------
  10  *
  11  * $FreeBSD$
  12  *
  13  */
  14
  15 /*-
  16  * The following functions are based on the vn(4) driver: mdstart_swap(),
  17  * mdstart_vnode(), mdcreate_swap(), mdcreate_vnode() and mddestroy(),
  18  * and as such under the following copyright:
  19  *
  20  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
  21  * Copyright (c) 1990, 1993
  22  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
  24  * All rights reserved.
  25  *
  26  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  27  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  28  * Science Department.
  29  *
  30  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
  31  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  32  *
  33  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  34  * modification, are permitted provided that the following conditions
  35  * are met:
  36  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  37  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  38  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  40  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  41  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  42  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  43  *    without specific prior written permission.
  44  *
  45  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  46  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  47  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  48  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  49  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  50  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  51  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  52  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  53  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  54  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  55  * SUCH DAMAGE.
  56  *
  57  * from: Utah Hdr: vn.c 1.13 94/04/02
  58  *
  59  *      from: @(#)vn.c  8.6 (Berkeley) 4/1/94
  60  * From: src/sys/dev/vn/vn.c,v 1.122 2000/12/16 16:06:03
  61  */
  62
  63 #include "opt_rootdevname.h"
  64 #include "opt_geom.h"
  65 #include "opt_md.h"
  66
  67 #include <sys/param.h>
  68 #include <sys/systm.h>
  69 #include <sys/bio.h>
  70 #include <sys/buf.h>
  71 #include <sys/conf.h>
  72 #include <sys/devicestat.h>
  73 #include <sys/fcntl.h>
  74 #include <sys/kernel.h>
  75 #include <sys/kthread.h>
  76 #include <sys/limits.h>
  77 #include <sys/linker.h>
  78 #include <sys/lock.h>
  79 #include <sys/malloc.h>
  80 #include <sys/mdioctl.h>
  81 #include <sys/mount.h>
  82 #include <sys/mutex.h>
  83 #include <sys/sx.h>
  84 #include <sys/namei.h>
  85 #include <sys/proc.h>
  86 #include <sys/queue.h>
  87 #include <sys/rwlock.h>
  88 #include <sys/sbuf.h>
  89 #include <sys/sched.h>
  90 #include <sys/sf_buf.h>
  91 #include <sys/sysctl.h>
  92 #include <sys/uio.h>
  93 #include <sys/vnode.h>
  94 #include <sys/disk.h>
  95
  96 #include <geom/geom.h>
  97 #include <geom/geom_int.h>
  98
  99 #include <vm/vm.h>
 100 #include <vm/vm_param.h>
 101 #include <vm/vm_object.h>
 102 #include <vm/vm_page.h>
 103 #include <vm/vm_pager.h>
 104 #include <vm/swap_pager.h>
 105 #include <vm/uma.h>
 106
 107 #include <machine/bus.h>
 108
 109 #define MD_MODVER 1
 110
 111 #define MD_SHUTDOWN     0x10000         /* Tell worker thread to terminate. */
 112 #define MD_EXITING      0x20000         /* Worker thread is exiting. */
 113 #define MD_PROVIDERGONE 0x40000         /* Safe to free the softc */
 114
 115 #ifndef MD_NSECT
 116 #define MD_NSECT (10000 * 2)
 117 #endif
 118
 119 struct md_req {
 120         unsigned        md_unit;        /* unit number */
 121         enum md_types   md_type;        /* type of disk */
 122         off_t           md_mediasize;   /* size of disk in bytes */
 123         unsigned        md_sectorsize;  /* sectorsize */
 124         unsigned        md_options;     /* options */
 125         int             md_fwheads;     /* firmware heads */
 126         int             md_fwsectors;   /* firmware sectors */
 127         char            *md_file;       /* pathname of file to mount */
 128         enum uio_seg    md_file_seg;    /* location of md_file */
 129         char            *md_label;      /* label of the device (userspace) */
 130         int             *md_units;      /* pointer to units array (kernel) */
 131         size_t          md_units_nitems; /* items in md_units array */
 132 };
 133
 134 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 135 struct md_ioctl32 {
 136         unsigned        md_version;
 137         unsigned        md_unit;
 138         enum md_types   md_type;
 139         uint32_t        md_file;
 140         off_t           md_mediasize;
 141         unsigned        md_sectorsize;
 142         unsigned        md_options;
 143         uint64_t        md_base;
 144         int             md_fwheads;
 145         int             md_fwsectors;
 146         uint32_t        md_label;
 147         int             md_pad[MDNPAD];
 148 } __attribute__((__packed__));
 149 CTASSERT((sizeof(struct md_ioctl32)) == 436);
 150
 151 #define MDIOCATTACH_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCATTACH, struct md_ioctl32)
 152 #define MDIOCDETACH_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCDETACH, struct md_ioctl32)
 153 #define MDIOCQUERY_32   _IOC_NEWTYPE(MDIOCQUERY, struct md_ioctl32)
 154 #define MDIOCRESIZE_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCRESIZE, struct md_ioctl32)
 155 #endif /* COMPAT_FREEBSD32 */
 156
 157 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
 158 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
 159
 160 static int md_debug;
 161 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0,
 162     "Enable md(4) debug messages");
 163 static int md_malloc_wait;
 164 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, md_malloc_wait, CTLFLAG_RW, &md_malloc_wait, 0,
 165     "Allow malloc to wait for memory allocations");
 166
 167 #if defined(MD_ROOT) && !defined(MD_ROOT_FSTYPE)
 168 #define MD_ROOT_FSTYPE  "ufs"
 169 #endif
 170
 171 #if defined(MD_ROOT)
 172 /*
 173  * Preloaded image gets put here.
 174  */
 175 #if defined(MD_ROOT_SIZE)
 176 /*
 177  * We put the mfs_root symbol into the oldmfs section of the kernel object file.
 178  * Applications that patch the object with the image can determine
 179  * the size looking at the oldmfs section size within the kernel.
 180  */
 181 u_char mfs_root[MD_ROOT_SIZE*1024] __attribute__ ((section ("oldmfs")));
 182 const int mfs_root_size = sizeof(mfs_root);
 183 #elif defined(MD_ROOT_MEM)
 184 /* MD region already mapped in the memory */
 185 u_char *mfs_root;
 186 int mfs_root_size;
 187 #else
 188 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root;
 189 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root_end;
 190 __GLOBL(mfs_root);
 191 __GLOBL(mfs_root_end);
 192 #define mfs_root_size ((uintptr_t)(&mfs_root_end - &mfs_root))
 193 #endif
 194 #endif
 195
 196 static g_init_t g_md_init;
 197 static g_fini_t g_md_fini;
 198 static g_start_t g_md_start;
 199 static g_access_t g_md_access;
 200 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent,
 201     struct g_geom *gp, struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
 202 static g_provgone_t g_md_providergone;
 203
 204 static struct cdev *status_dev = NULL;
 205 static struct sx md_sx;
 206 static struct unrhdr *md_uh;
 207
 208 static d_ioctl_t mdctlioctl;
 209
 210 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
 211         .d_version =    D_VERSION,
 212         .d_ioctl =      mdctlioctl,
 213         .d_name =       MD_NAME,
 214 };
 215
 216 struct g_class g_md_class = {
 217         .name = "MD",
 218         .version = G_VERSION,
 219         .init = g_md_init,
 220         .fini = g_md_fini,
 221         .start = g_md_start,
 222         .access = g_md_access,
 223         .dumpconf = g_md_dumpconf,
 224         .providergone = g_md_providergone,
 225 };
 226
 227 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
 228
 229 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 230
 231 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 232 #define NMASK   (NINDIR-1)
 233 static int nshift;
 234
 235 static uma_zone_t md_pbuf_zone;
 236
 237 struct indir {
 238         uintptr_t       *array;
 239         u_int           total;
 240         u_int           used;
 241         u_int           shift;
 242 };
 243
 244 struct md_s {
 245         int unit;
 246         LIST_ENTRY(md_s) list;
 247         struct bio_queue_head bio_queue;
 248         struct mtx queue_mtx;
 249         struct cdev *dev;
 250         enum md_types type;
 251         off_t mediasize;
 252         unsigned sectorsize;
 253         unsigned opencount;
 254         unsigned fwheads;
 255         unsigned fwsectors;
 256         char ident[32];
 257         unsigned flags;
 258         char name[20];
 259         struct proc *procp;
 260         struct g_geom *gp;
 261         struct g_provider *pp;
 262         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
 263         struct devstat *devstat;
 264
 265         /* MD_MALLOC related fields */
 266         struct indir *indir;
 267         uma_zone_t uma;
 268
 269         /* MD_PRELOAD related fields */
 270         u_char *pl_ptr;
 271         size_t pl_len;
 272
 273         /* MD_VNODE related fields */
 274         struct vnode *vnode;
 275         char file[PATH_MAX];
 276         char label[PATH_MAX];
 277         struct ucred *cred;
 278
 279         /* MD_SWAP related fields */
 280         vm_object_t object;
 281 };
 282
 283 static struct indir *
 284 new_indir(u_int shift)
 285 {
 286         struct indir *ip;
 287
 288         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
 289             | M_ZERO);
 290         if (ip == NULL)
 291                 return (NULL);
 292         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 293             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 294         if (ip->array == NULL) {
 295                 free(ip, M_MD);
 296                 return (NULL);
 297         }
 298         ip->total = NINDIR;
 299         ip->shift = shift;
 300         return (ip);
 301 }
 302
 303 static void
 304 del_indir(struct indir *ip)
 305 {
 306
 307         free(ip->array, M_MDSECT);
 308         free(ip, M_MD);
 309 }
 310
 311 static void
 312 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
 313 {
 314         int i;
 315
 316         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
 317                 if (!ip->array[i])
 318                         continue;
 319                 if (ip->shift)
 320                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
 321                 else if (ip->array[i] > 255)
 322                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
 323         }
 324         del_indir(ip);
 325 }
 326
 327 /*
 328  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
 329  * for a device of "size" sectors.
 330  */
 331
 332 static struct indir *
 333 dimension(off_t size)
 334 {
 335         off_t rcnt;
 336         struct indir *ip;
 337         int layer;
 338
 339         rcnt = size;
 340         layer = 0;
 341         while (rcnt > NINDIR) {
 342                 rcnt /= NINDIR;
 343                 layer++;
 344         }
 345
 346         /*
 347          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
 348          * too much space for ip->array in here.
 349          */
 350         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 351         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 352             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
 353         ip->total = NINDIR;
 354         ip->shift = layer * nshift;
 355         return (ip);
 356 }
 357
 358 /*
 359  * Read a given sector
 360  */
 361
 362 static uintptr_t
 363 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
 364 {
 365         struct indir *cip;
 366         int idx;
 367         uintptr_t up;
 368
 369         if (md_debug > 1)
 370                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
 371         up = 0;
 372         for (cip = ip; cip != NULL;) {
 373                 if (cip->shift) {
 374                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 375                         up = cip->array[idx];
 376                         cip = (struct indir *)up;
 377                         continue;
 378                 }
 379                 idx = offset & NMASK;
 380                 return (cip->array[idx]);
 381         }
 382         return (0);
 383 }
 384
 385 /*
 386  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
 387  */
 388
 389 static int
 390 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
 391 {
 392         struct indir *cip, *lip[10];
 393         int idx, li;
 394         uintptr_t up;
 395
 396         if (md_debug > 1)
 397                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
 398         up = 0;
 399         li = 0;
 400         cip = ip;
 401         for (;;) {
 402                 lip[li++] = cip;
 403                 if (cip->shift) {
 404                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 405                         up = cip->array[idx];
 406                         if (up != 0) {
 407                                 cip = (struct indir *)up;
 408                                 continue;
 409                         }
 410                         /* Allocate branch */
 411                         cip->array[idx] =
 412                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
 413                         if (cip->array[idx] == 0)
 414                                 return (ENOSPC);
 415                         cip->used++;
 416                         up = cip->array[idx];
 417                         cip = (struct indir *)up;
 418                         continue;
 419                 }
 420                 /* leafnode */
 421                 idx = offset & NMASK;
 422                 up = cip->array[idx];
 423                 if (up != 0)
 424                         cip->used--;
 425                 cip->array[idx] = ptr;
 426                 if (ptr != 0)
 427                         cip->used++;
 428                 break;
 429         }
 430         if (cip->used != 0 || li == 1)
 431                 return (0);
 432         li--;
 433         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
 434                 li--;
 435                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
 436                 up = lip[li]->array[idx];
 437                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
 438                 del_indir(cip);
 439                 lip[li]->array[idx] = 0;
 440                 lip[li]->used--;
 441                 cip = lip[li];
 442         }
 443         return (0);
 444 }
 445
 446 static int
 447 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 448 {
 449         struct md_s *sc;
 450
 451         sc = pp->geom->softc;
 452         if (sc == NULL) {
 453                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 454                         return (0);
 455                 return (ENXIO);
 456         }
 457         r += pp->acr;
 458         w += pp->acw;
 459         e += pp->ace;
 460         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 461                 return (EROFS);
 462         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 463                 sc->opencount = 1;
 464         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 465                 sc->opencount = 0;
 466         }
 467         return (0);
 468 }
 469
 470 static void
 471 g_md_start(struct bio *bp)
 472 {
 473         struct md_s *sc;
 474
 475         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 476         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
 477                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 478         }
 479         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 480         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 481         wakeup(sc);
 482         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 483 }
 484
 485 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 486 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 487 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 488 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 489 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 490
 491 static int
 492 md_malloc_move_ma(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 493     void *ptr, u_char fill, int op)
 494 {
 495         struct sf_buf *sf;
 496         vm_page_t m, *mp1;
 497         char *p, first;
 498         off_t *uc;
 499         unsigned n;
 500         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 501
 502         m = NULL;
 503         error = 0;
 504         sf = NULL;
 505         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 506                 first = 0;
 507                 first_read = 0;
 508                 uc = ptr;
 509                 mp1 = *mp;
 510                 ma_offs1 = *ma_offs;
 511         /* } */
 512         sched_pin();
 513         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 514                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 515                 if (m != **mp) {
 516                         if (sf != NULL)
 517                                 sf_buf_free(sf);
 518                         m = **mp;
 519                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 520                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 521                         if (sf == NULL) {
 522                                 error = ENOMEM;
 523                                 break;
 524                         }
 525                 }
 526                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 527                 switch (op) {
 528                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 529                         bzero(p, sz);
 530                         break;
 531                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 532                         memset(p, fill, sz);
 533                         break;
 534                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 535                         bcopy(ptr, p, sz);
 536                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 537                         break;
 538                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 539                         bcopy(p, ptr, sz);
 540                         break;
 541                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 542                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 543                                 if (!first_read) {
 544                                         *uc = (u_char)*p;
 545                                         first = *p;
 546                                         first_read = 1;
 547                                 } else if (*p != first) {
 548                                         error = EDOOFUS;
 549                                         break;
 550                                 }
 551                         }
 552                         break;
 553                 default:
 554                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_ma unknown op %d\n", op));
 555                         break;
 556                 }
 557                 if (error != 0)
 558                         break;
 559                 *ma_offs += sz;
 560                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 561                 if (*ma_offs == 0)
 562                         (*mp)++;
 563                 ptr = (char *)ptr + sz;
 564         }
 565
 566         if (sf != NULL)
 567                 sf_buf_free(sf);
 568         sched_unpin();
 569         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 570                 *mp = mp1;
 571                 *ma_offs = ma_offs1;
 572         }
 573         return (error);
 574 }
 575
 576 static int
 577 md_malloc_move_vlist(bus_dma_segment_t **pvlist, int *pma_offs,
 578     unsigned len, void *ptr, u_char fill, int op)
 579 {
 580         bus_dma_segment_t *vlist;
 581         uint8_t *p, *end, first;
 582         off_t *uc;
 583         int ma_offs, seg_len;
 584
 585         vlist = *pvlist;
 586         ma_offs = *pma_offs;
 587         uc = ptr;
 588
 589         for (; len != 0; len -= seg_len) {
 590                 seg_len = imin(vlist->ds_len - ma_offs, len);
 591                 p = (uint8_t *)(uintptr_t)vlist->ds_addr + ma_offs;
 592                 switch (op) {
 593                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 594                         bzero(p, seg_len);
 595                         break;
 596                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 597                         memset(p, fill, seg_len);
 598                         break;
 599                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 600                         bcopy(ptr, p, seg_len);
 601                         cpu_flush_dcache(p, seg_len);
 602                         break;
 603                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 604                         bcopy(p, ptr, seg_len);
 605                         break;
 606                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 607                         end = p + seg_len;
 608                         first = *uc = *p;
 609                         /* Confirm all following bytes match the first */
 610                         while (++p < end) {
 611                                 if (*p != first)
 612                                         return (EDOOFUS);
 613                         }
 614                         break;
 615                 default:
 616                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_vlist unknown op %d\n", op));
 617                         break;
 618                 }
 619
 620                 ma_offs += seg_len;
 621                 if (ma_offs == vlist->ds_len) {
 622                         ma_offs = 0;
 623                         vlist++;
 624                 }
 625                 ptr = (uint8_t *)ptr + seg_len;
 626         }
 627         *pvlist = vlist;
 628         *pma_offs = ma_offs;
 629
 630         return (0);
 631 }
 632
 633 static int
 634 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 635 {
 636         u_char *dst;
 637         vm_page_t *m;
 638         bus_dma_segment_t *vlist;
 639         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 640         off_t secno, nsec, uc;
 641         uintptr_t sp, osp;
 642
 643         switch (bp->bio_cmd) {
 644         case BIO_READ:
 645         case BIO_WRITE:
 646         case BIO_DELETE:
 647                 break;
 648         default:
 649                 return (EOPNOTSUPP);
 650         }
 651
 652         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 653         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
 654             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
 655         if (notmapped) {
 656                 m = bp->bio_ma;
 657                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 658                 dst = NULL;
 659                 KASSERT(vlist == NULL, ("vlists cannot be unmapped"));
 660         } else if (vlist != NULL) {
 661                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 662                 dst = NULL;
 663         } else {
 664                 dst = bp->bio_data;
 665         }
 666
 667         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 668         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 669         error = 0;
 670         while (nsec--) {
 671                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 672                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 673                         if (osp != 0)
 674                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 675                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 676                         if (osp == 0) {
 677                                 if (notmapped) {
 678                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 679                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 680                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 681                                 } else if (vlist != NULL) {
 682                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 683                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, 0,
 684                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 685                                 } else
 686                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 687                         } else if (osp <= 255) {
 688                                 if (notmapped) {
 689                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 690                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 691                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 692                                 } else if (vlist != NULL) {
 693                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 694                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, osp,
 695                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 696                                 } else
 697                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 698                         } else {
 699                                 if (notmapped) {
 700                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 701                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 702                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 703                                 } else if (vlist != NULL) {
 704                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 705                                             &ma_offs, sc->sectorsize,
 706                                             (void *)osp, 0,
 707                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 708                                 } else {
 709                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 710                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 711                                 }
 712                         }
 713                         osp = 0;
 714                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 715                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 716                                 if (notmapped) {
 717                                         error1 = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 718                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 719                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 720                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 721                                 } else if (vlist != NULL) {
 722                                         error1 = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 723                                             &ma_offs, sc->sectorsize, &uc, 0,
 724                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 725                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 726                                 } else {
 727                                         uc = dst[0];
 728                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 729                                                 if (dst[i] != uc)
 730                                                         break;
 731                                         }
 732                                 }
 733                         } else {
 734                                 i = 0;
 735                                 uc = 0;
 736                         }
 737                         if (i == sc->sectorsize) {
 738                                 if (osp != uc)
 739                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 740                         } else {
 741                                 if (osp <= 255) {
 742                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 743                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 744                                             M_NOWAIT);
 745                                         if (sp == 0) {
 746                                                 error = ENOSPC;
 747                                                 break;
 748                                         }
 749                                         if (notmapped) {
 750                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 751                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 752                                                     (void *)sp, 0,
 753                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 754                                         } else if (vlist != NULL) {
 755                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 756                                                     &vlist, &ma_offs,
 757                                                     sc->sectorsize, (void *)sp,
 758                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 759                                         } else {
 760                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 761                                                     sc->sectorsize);
 762                                         }
 763                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 764                                 } else {
 765                                         if (notmapped) {
 766                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 767                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 768                                                     (void *)osp, 0,
 769                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 770                                         } else if (vlist != NULL) {
 771                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 772                                                     &vlist, &ma_offs,
 773                                                     sc->sectorsize, (void *)osp,
 774                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 775                                         } else {
 776                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 777                                                     sc->sectorsize);
 778                                         }
 779                                         osp = 0;
 780                                 }
 781                         }
 782                 } else {
 783                         error = EOPNOTSUPP;
 784                 }
 785                 if (osp > 255)
 786                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 787                 if (error != 0)
 788                         break;
 789                 secno++;
 790                 if (!notmapped && vlist == NULL)
 791                         dst += sc->sectorsize;
 792         }
 793         bp->bio_resid = 0;
 794         return (error);
 795 }
 796
 797 static void
 798 mdcopyto_vlist(void *src, bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, off_t len)
 799 {
 800         off_t seg_len;
 801
 802         while (offset >= vlist->ds_len) {
 803                 offset -= vlist->ds_len;
 804                 vlist++;
 805         }
 806
 807         while (len != 0) {
 808                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 809                 bcopy(src, (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset),
 810                     seg_len);
 811                 offset = 0;
 812                 src = (uint8_t *)src + seg_len;
 813                 len -= seg_len;
 814                 vlist++;
 815         }
 816 }
 817
 818 static void
 819 mdcopyfrom_vlist(bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, void *dst, off_t len)
 820 {
 821         off_t seg_len;
 822
 823         while (offset >= vlist->ds_len) {
 824                 offset -= vlist->ds_len;
 825                 vlist++;
 826         }
 827
 828         while (len != 0) {
 829                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 830                 bcopy((void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset), dst,
 831                     seg_len);
 832                 offset = 0;
 833                 dst = (uint8_t *)dst + seg_len;
 834                 len -= seg_len;
 835                 vlist++;
 836         }
 837 }
 838
 839 static int
 840 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 841 {
 842         uint8_t *p;
 843
 844         p = sc->pl_ptr + bp->bio_offset;
 845         switch (bp->bio_cmd) {
 846         case BIO_READ:
 847                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 848                         mdcopyto_vlist(p, (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 849                             bp->bio_ma_offset, bp->bio_length);
 850                 } else {
 851                         bcopy(p, bp->bio_data, bp->bio_length);
 852                 }
 853                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 854                 break;
 855         case BIO_WRITE:
 856                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 857                         mdcopyfrom_vlist((bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 858                             bp->bio_ma_offset, p, bp->bio_length);
 859                 } else {
 860                         bcopy(bp->bio_data, p, bp->bio_length);
 861                 }
 862                 break;
 863         }
 864         bp->bio_resid = 0;
 865         return (0);
 866 }
 867
 868 static int
 869 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 870 {
 871         int error;
 872         struct uio auio;
 873         struct iovec aiov;
 874         struct iovec *piov;
 875         struct mount *mp;
 876         struct vnode *vp;
 877         struct buf *pb;
 878         bus_dma_segment_t *vlist;
 879         struct thread *td;
 880         off_t iolen, iostart, len, zerosize;
 881         int ma_offs, npages;
 882
 883         switch (bp->bio_cmd) {
 884         case BIO_READ:
 885                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 886                 break;
 887         case BIO_WRITE:
 888         case BIO_DELETE:
 889                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 890                 break;
 891         case BIO_FLUSH:
 892                 break;
 893         default:
 894                 return (EOPNOTSUPP);
 895         }
 896
 897         td = curthread;
 898         vp = sc->vnode;
 899         pb = NULL;
 900         piov = NULL;
 901         ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 902         len = bp->bio_length;
 903
 904         /*
 905          * VNODE I/O
 906          *
 907          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 908          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 909          * still valid.
 910          */
 911
 912         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 913                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 914                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 915                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 916                 VOP_UNLOCK(vp);
 917                 vn_finished_write(mp);
 918                 return (error);
 919         }
 920
 921         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 922         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 923         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 924         auio.uio_td = td;
 925
 926         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 927                 /*
 928                  * Emulate BIO_DELETE by writing zeros.
 929                  */
 930                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 931                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 932                 auio.uio_iovcnt = howmany(bp->bio_length, zerosize);
 933                 piov = malloc(sizeof(*piov) * auio.uio_iovcnt, M_MD, M_WAITOK);
 934                 auio.uio_iov = piov;
 935                 while (len > 0) {
 936                         piov->iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 937                         piov->iov_len = len;
 938                         if (len > zerosize)
 939                                 piov->iov_len = zerosize;
 940                         len -= piov->iov_len;
 941                         piov++;
 942                 }
 943                 piov = auio.uio_iov;
 944         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 945                 piov = malloc(sizeof(*piov) * bp->bio_ma_n, M_MD, M_WAITOK);
 946                 auio.uio_iov = piov;
 947                 vlist = (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data;
 948                 while (len > 0) {
 949                         piov->iov_base = (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr +
 950                             ma_offs);
 951                         piov->iov_len = vlist->ds_len - ma_offs;
 952                         if (piov->iov_len > len)
 953                                 piov->iov_len = len;
 954                         len -= piov->iov_len;
 955                         ma_offs = 0;
 956                         vlist++;
 957                         piov++;
 958                 }
 959                 auio.uio_iovcnt = piov - auio.uio_iov;
 960                 piov = auio.uio_iov;
 961         } else if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 962                 pb = uma_zalloc(md_pbuf_zone, M_WAITOK);
 963                 MPASS((pb->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
 964                 bp->bio_resid = len;
 965 unmapped_step:
 966                 npages = atop(min(maxphys, round_page(len + (ma_offs &
 967                     PAGE_MASK))));
 968                 iolen = min(ptoa(npages) - (ma_offs & PAGE_MASK), len);
 969                 KASSERT(iolen > 0, ("zero iolen"));
 970                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data,
 971                     &bp->bio_ma[atop(ma_offs)], npages);
 972                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 973                     (ma_offs & PAGE_MASK));
 974                 aiov.iov_len = iolen;
 975                 auio.uio_iov = &aiov;
 976                 auio.uio_iovcnt = 1;
 977                 auio.uio_resid = iolen;
 978         } else {
 979                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 980                 aiov.iov_len = bp->bio_length;
 981                 auio.uio_iov = &aiov;
 982                 auio.uio_iovcnt = 1;
 983         }
 984         iostart = auio.uio_offset;
 985         if (auio.uio_rw == UIO_READ) {
 986                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 987                 error = VOP_READ(vp, &auio, 0, sc->cred);
 988                 VOP_UNLOCK(vp);
 989         } else {
 990                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 991                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 992                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
 993                     sc->cred);
 994                 VOP_UNLOCK(vp);
 995                 vn_finished_write(mp);
 996                 if (error == 0)
 997                         sc->flags &= ~MD_VERIFY;
 998         }
 999
1000         /* When MD_CACHE is set, try to avoid double-caching the data. */
1001         if (error == 0 && (sc->flags & MD_CACHE) == 0)
1002                 VOP_ADVISE(vp, iostart, auio.uio_offset - 1,
1003                     POSIX_FADV_DONTNEED);
1004
1005         if (pb != NULL) {
1006                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, npages);
1007                 if (error == 0) {
1008                         len -= iolen;
1009                         bp->bio_resid -= iolen;
1010                         ma_offs += iolen;
1011                         if (len > 0)
1012                                 goto unmapped_step;
1013                 }
1014                 uma_zfree(md_pbuf_zone, pb);
1015         }
1016
1017         free(piov, M_MD);
1018         if (pb == NULL)
1019                 bp->bio_resid = auio.uio_resid;
1020         return (error);
1021 }
1022
1023 static int
1024 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1025 {
1026         vm_page_t m;
1027         u_char *p;
1028         vm_pindex_t i, lastp;
1029         bus_dma_segment_t *vlist;
1030         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
1031
1032         switch (bp->bio_cmd) {
1033         case BIO_READ:
1034         case BIO_WRITE:
1035         case BIO_DELETE:
1036                 break;
1037         default:
1038                 return (EOPNOTSUPP);
1039         }
1040
1041         p = bp->bio_data;
1042         ma_offs = (bp->bio_flags & (BIO_UNMAPPED|BIO_VLIST)) != 0 ?
1043             bp->bio_ma_offset : 0;
1044         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
1045             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
1046
1047         /*
1048          * offs is the offset at which to start operating on the
1049          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
1050          * which we're going to operate.  lastend is the ending
1051          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
1052          * we're operating on complete aligned pages).
1053          */
1054         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
1055         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
1056         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
1057
1058         rv = VM_PAGER_OK;
1059         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
1060         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
1061                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
1062                 m = vm_page_grab_unlocked(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
1063                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
1064                         if (vm_page_all_valid(m))
1065                                 rv = VM_PAGER_OK;
1066                         else
1067                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1068                                     NULL, NULL);
1069                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1070                                 VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1071                                 vm_page_free(m);
1072                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1073                                 break;
1074                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1075                                 /*
1076                                  * Pager does not have the page.  Zero
1077                                  * the allocated page, and mark it as
1078                                  * valid. Do not set dirty, the page
1079                                  * can be recreated if thrown out.
1080                                  */
1081                                 pmap_zero_page(m);
1082                                 vm_page_valid(m);
1083                         }
1084                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1085                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
1086                                     ma_offs, len);
1087                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1088                                 physcopyout_vlist(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs,
1089                                     vlist, ma_offs, len);
1090                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1091                         } else {
1092                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
1093                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1094                         }
1095                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1096                         if (len == PAGE_SIZE || vm_page_all_valid(m))
1097                                 rv = VM_PAGER_OK;
1098                         else
1099                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1100                                     NULL, NULL);
1101                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1102                                 VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1103                                 vm_page_free(m);
1104                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1105                                 break;
1106                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL)
1107                                 pmap_zero_page(m);
1108
1109                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1110                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
1111                                     offs, len);
1112                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1113                                 physcopyin_vlist(vlist, ma_offs,
1114                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1115                         } else {
1116                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1117                         }
1118
1119                         vm_page_valid(m);
1120                         vm_page_set_dirty(m);
1121                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
1122                         if (len == PAGE_SIZE || vm_page_all_valid(m))
1123                                 rv = VM_PAGER_OK;
1124                         else
1125                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1126                                     NULL, NULL);
1127                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1128                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1129                                 vm_page_free(m);
1130                                 VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1131                                 break;
1132                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1133                                 vm_page_free(m);
1134                                 m = NULL;
1135                         } else {
1136                                 /* Page is valid. */
1137                                 if (len != PAGE_SIZE) {
1138                                         pmap_zero_page_area(m, offs, len);
1139                                         vm_page_set_dirty(m);
1140                                 } else {
1141                                         vm_pager_page_unswapped(m);
1142                                         vm_page_free(m);
1143                                         m = NULL;
1144                                 }
1145                         }
1146                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1147                 }
1148                 if (m != NULL) {
1149                         vm_page_xunbusy(m);
1150
1151                         /*
1152                          * The page may be deactivated prior to setting
1153                          * PGA_REFERENCED, but in this case it will be
1154                          * reactivated by the page daemon.
1155                          */
1156                         if (vm_page_active(m))
1157                                 vm_page_reference(m);
1158                         else
1159                                 vm_page_activate(m);
1160                 }
1161
1162                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
1163                 p += PAGE_SIZE - offs;
1164                 offs = 0;
1165                 ma_offs += len;
1166         }
1167         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
1168         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
1169 }
1170
1171 static int
1172 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1173 {
1174
1175         switch (bp->bio_cmd) {
1176         case BIO_READ:
1177                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
1178                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
1179                 break;
1180         case BIO_WRITE:
1181                 break;
1182         }
1183         bp->bio_resid = 0;
1184         return (0);
1185 }
1186
1187 static void
1188 md_kthread(void *arg)
1189 {
1190         struct md_s *sc;
1191         struct bio *bp;
1192         int error;
1193
1194         sc = arg;
1195         thread_lock(curthread);
1196         sched_prio(curthread, PRIBIO);
1197         thread_unlock(curthread);
1198         if (sc->type == MD_VNODE)
1199                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
1200
1201         for (;;) {
1202                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1203                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
1204                         sc->flags |= MD_EXITING;
1205                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1206                         kproc_exit(0);
1207                 }
1208                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
1209                 if (!bp) {
1210                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
1211                         continue;
1212                 }
1213                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1214                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
1215                         int isv = ((sc->flags & MD_VERIFY) != 0);
1216
1217                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
1218                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
1219                             sc->fwsectors) ||
1220                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
1221                             sc->fwheads))) ||
1222                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
1223                                 error = -1;
1224                         else if (sc->ident[0] != '\0' &&
1225                             g_handleattr_str(bp, "GEOM::ident", sc->ident))
1226                                 error = -1;
1227                         else if (g_handleattr_int(bp, "MNT::verified", isv))
1228                                 error = -1;
1229                         else
1230                                 error = EOPNOTSUPP;
1231                 } else {
1232                         error = sc->start(sc, bp);
1233                 }
1234
1235                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ || bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1236                         /*
1237                          * Devstat uses (bio_bcount, bio_resid) for
1238                          * determining the length of the completed part of
1239                          * the i/o.  g_io_deliver() will translate from
1240                          * bio_completed to that, but it also destroys the
1241                          * bio so we must do our own translation.
1242                          */
1243                         bp->bio_bcount = bp->bio_length;
1244                         bp->bio_resid = (error == -1 ? bp->bio_bcount : 0);
1245                         devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
1246                 }
1247                 if (error != -1) {
1248                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
1249                         g_io_deliver(bp, error);
1250                 }
1251         }
1252 }
1253
1254 static struct md_s *
1255 mdfind(int unit)
1256 {
1257         struct md_s *sc;
1258
1259         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1260                 if (sc->unit == unit)
1261                         break;
1262         }
1263         return (sc);
1264 }
1265
1266 static struct md_s *
1267 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1268 {
1269         struct md_s *sc;
1270         int error;
1271
1272         *errp = 0;
1273         if (unit == -1)
1274                 unit = alloc_unr(md_uh);
1275         else
1276                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1277
1278         if (unit == -1) {
1279                 *errp = EBUSY;
1280                 return (NULL);
1281         }
1282
1283         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1284         sc->type = type;
1285         bioq_init(&sc->bio_queue);
1286         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1287         sc->unit = unit;
1288         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1289         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1290         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1291         if (error == 0)
1292                 return (sc);
1293         LIST_REMOVE(sc, list);
1294         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1295         free_unr(md_uh, sc->unit);
1296         free(sc, M_MD);
1297         *errp = error;
1298         return (NULL);
1299 }
1300
1301 static void
1302 mdinit(struct md_s *sc)
1303 {
1304         struct g_geom *gp;
1305         struct g_provider *pp;
1306
1307         g_topology_lock();
1308         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1309         gp->softc = sc;
1310         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1311         devstat_remove_entry(pp->stat);
1312         pp->stat = NULL;
1313         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1314         pp->mediasize = sc->mediasize;
1315         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1316         switch (sc->type) {
1317         case MD_MALLOC:
1318         case MD_VNODE:
1319         case MD_SWAP:
1320                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1321                 break;
1322         case MD_PRELOAD:
1323         case MD_NULL:
1324                 break;
1325         }
1326         sc->gp = gp;
1327         sc->pp = pp;
1328         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1329             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1330         sc->devstat->id = pp;
1331         g_error_provider(pp, 0);
1332         g_topology_unlock();
1333 }
1334
1335 static int
1336 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1337 {
1338         uintptr_t sp;
1339         int error;
1340         off_t u;
1341
1342         error = 0;
1343         if (mdr->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1344                 return (EINVAL);
1345         if (mdr->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdr->md_sectorsize))
1346                 return (EINVAL);
1347         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1348         if (mdr->md_options & MD_RESERVE)
1349                 mdr->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1350         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1351                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1352         if (mdr->md_fwheads != 0)
1353                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1354         sc->flags = mdr->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1355         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1356         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1357             0x1ff, 0);
1358         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1359                 off_t nsectors;
1360
1361                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1362                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1363                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1364                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1365                         if (sp != 0)
1366                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1367                         else
1368                                 error = ENOMEM;
1369                         if (error != 0)
1370                                 break;
1371                 }
1372         }
1373         return (error);
1374 }
1375
1376 static int
1377 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1378 {
1379         char *tmpbuf;
1380         int error = 0;
1381
1382         /*
1383          * Set credits in our softc
1384          */
1385
1386         if (sc->cred)
1387                 crfree(sc->cred);
1388         sc->cred = crhold(cred);
1389
1390         /*
1391          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1392          */
1393
1394         if (sc->vnode) {
1395                 struct uio auio;
1396                 struct iovec aiov;
1397
1398                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1399                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1400
1401                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1402                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1403                 auio.uio_iov = &aiov;
1404                 auio.uio_iovcnt = 1;
1405                 auio.uio_offset = 0;
1406                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1407                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1408                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1409                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1410                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1411                 VOP_UNLOCK(sc->vnode);
1412                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1413         }
1414         return (error);
1415 }
1416
1417 static int
1418 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1419 {
1420         struct vattr vattr;
1421         struct nameidata nd;
1422         char *fname;
1423         int error, flags;
1424
1425         fname = mdr->md_file;
1426         if (mdr->md_file_seg == UIO_USERSPACE) {
1427                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1428                 if (error != 0)
1429                         return (error);
1430         } else if (mdr->md_file_seg == UIO_SYSSPACE)
1431                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1432         else
1433                 return (EDOOFUS);
1434
1435         /*
1436          * If the user specified that this is a read only device, don't
1437          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1438          */
1439         flags = FREAD | ((mdr->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE) \
1440             | ((mdr->md_options & MD_VERIFY) ? O_VERIFY : 0);
1441         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1442         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1443         if (error != 0)
1444                 return (error);
1445         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1446         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1447                 error = EINVAL;
1448                 goto bad;
1449         }
1450         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1451         if (error != 0)
1452                 goto bad;
1453         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1454                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1455                 if (VN_IS_DOOMED(nd.ni_vp)) {
1456                         /* Forced unmount. */
1457                         error = EBADF;
1458                         goto bad;
1459                 }
1460         }
1461         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1462         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp);
1463
1464         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1465                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1466         if (mdr->md_fwheads != 0)
1467                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1468         snprintf(sc->ident, sizeof(sc->ident), "MD-DEV%ju-INO%ju",
1469             (uintmax_t)vattr.va_fsid, (uintmax_t)vattr.va_fileid);
1470         sc->flags = mdr->md_options & (MD_ASYNC | MD_CACHE | MD_FORCE |
1471             MD_VERIFY);
1472         if (!(flags & FWRITE))
1473                 sc->flags |= MD_READONLY;
1474         sc->vnode = nd.ni_vp;
1475
1476         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1477         if (error != 0) {
1478                 sc->vnode = NULL;
1479                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1480                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1481                 goto bad;
1482         }
1483         return (0);
1484 bad:
1485         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp);
1486         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1487         return (error);
1488 }
1489
1490 static void
1491 g_md_providergone(struct g_provider *pp)
1492 {
1493         struct md_s *sc = pp->geom->softc;
1494
1495         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1496         sc->flags |= MD_PROVIDERGONE;
1497         wakeup(&sc->flags);
1498         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1499 }
1500
1501 static int
1502 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1503 {
1504
1505         if (sc->gp) {
1506                 g_topology_lock();
1507                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1508                 g_topology_unlock();
1509
1510                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1511                 while (!(sc->flags & MD_PROVIDERGONE))
1512                         msleep(&sc->flags, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", 0);
1513                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1514         }
1515         if (sc->devstat) {
1516                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1517                 sc->devstat = NULL;
1518         }
1519         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1520         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1521         wakeup(sc);
1522         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1523                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1524         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1525         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1526         if (sc->vnode != NULL) {
1527                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1528                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1529                 VOP_UNLOCK(sc->vnode);
1530                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1531                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1532         }
1533         if (sc->cred != NULL)
1534                 crfree(sc->cred);
1535         if (sc->object != NULL)
1536                 vm_object_deallocate(sc->object);
1537         if (sc->indir)
1538                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1539         if (sc->uma)
1540                 uma_zdestroy(sc->uma);
1541
1542         LIST_REMOVE(sc, list);
1543         free_unr(md_uh, sc->unit);
1544         free(sc, M_MD);
1545         return (0);
1546 }
1547
1548 static int
1549 mdresize(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1550 {
1551         int error, res;
1552         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1553
1554         switch (sc->type) {
1555         case MD_VNODE:
1556         case MD_NULL:
1557                 break;
1558         case MD_SWAP:
1559                 if (mdr->md_mediasize <= 0 ||
1560                     (mdr->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1561                         return (EDOM);
1562                 oldpages = OFF_TO_IDX(sc->mediasize);
1563                 newpages = OFF_TO_IDX(mdr->md_mediasize);
1564                 if (newpages < oldpages) {
1565                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1566                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1567                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1568                             newpages), sc->cred);
1569                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1570                         sc->object->size = newpages;
1571                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1572                 } else if (newpages > oldpages) {
1573                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1574                             oldpages), sc->cred);
1575                         if (!res)
1576                                 return (ENOMEM);
1577                         if ((mdr->md_options & MD_RESERVE) ||
1578                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1579                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1580                                     oldpages, newpages - oldpages);
1581                                 if (error < 0) {
1582                                         swap_release_by_cred(
1583                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1584                                             sc->cred);
1585                                         return (EDOM);
1586                                 }
1587                         }
1588                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1589                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1590                         sc->object->size = newpages;
1591                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1592                 }
1593                 break;
1594         default:
1595                 return (EOPNOTSUPP);
1596         }
1597
1598         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1599         g_topology_lock();
1600         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1601         g_topology_unlock();
1602         return (0);
1603 }
1604
1605 static int
1606 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1607 {
1608         vm_ooffset_t npage;
1609         int error;
1610
1611         /*
1612          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1613          * multiple of page size.
1614          */
1615         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1616                 return (EDOM);
1617
1618         /*
1619          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1620          *
1621          * Note the truncation.
1622          */
1623
1624         if ((mdr->md_options & MD_VERIFY) != 0)
1625                 return (EINVAL);
1626         npage = mdr->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1627         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1628                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1629         if (mdr->md_fwheads != 0)
1630                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1631         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1632             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1633         if (sc->object == NULL)
1634                 return (ENOMEM);
1635         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1636         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1637                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1638                         error = EDOM;
1639                         goto finish;
1640                 }
1641         }
1642         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1643  finish:
1644         if (error != 0) {
1645                 vm_object_deallocate(sc->object);
1646                 sc->object = NULL;
1647         }
1648         return (error);
1649 }
1650
1651 static int
1652 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1653 {
1654
1655         /*
1656          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1657          * multiple of page size.
1658          */
1659         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1660                 return (EDOM);
1661
1662         return (0);
1663 }
1664
1665 static int
1666 kern_mdattach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1667 {
1668         struct md_s *sc;
1669         unsigned sectsize;
1670         int error, i;
1671
1672         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1673
1674         switch (mdr->md_type) {
1675         case MD_MALLOC:
1676         case MD_PRELOAD:
1677         case MD_VNODE:
1678         case MD_SWAP:
1679         case MD_NULL:
1680                 break;
1681         default:
1682                 return (EINVAL);
1683         }
1684         if (mdr->md_sectorsize == 0)
1685                 sectsize = DEV_BSIZE;
1686         else
1687                 sectsize = mdr->md_sectorsize;
1688         if (sectsize > maxphys || mdr->md_mediasize < sectsize)
1689                 return (EINVAL);
1690         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1691                 sc = mdnew(-1, &error, mdr->md_type);
1692         else {
1693                 if (mdr->md_unit > INT_MAX)
1694                         return (EINVAL);
1695                 sc = mdnew(mdr->md_unit, &error, mdr->md_type);
1696         }
1697         if (sc == NULL)
1698                 return (error);
1699         if (mdr->md_label != NULL)
1700                 error = copyinstr(mdr->md_label, sc->label,
1701                     sizeof(sc->label), NULL);
1702         if (error != 0)
1703                 goto err_after_new;
1704         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1705                 mdr->md_unit = sc->unit;
1706         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1707         sc->sectorsize = sectsize;
1708         error = EDOOFUS;
1709         switch (sc->type) {
1710         case MD_MALLOC:
1711                 sc->start = mdstart_malloc;
1712                 error = mdcreate_malloc(sc, mdr);
1713                 break;
1714         case MD_PRELOAD:
1715                 /*
1716                  * We disallow attaching preloaded memory disks via
1717                  * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1718                  * attached in g_md_init().
1719                  */
1720                 error = EOPNOTSUPP;
1721                 break;
1722         case MD_VNODE:
1723                 sc->start = mdstart_vnode;
1724                 error = mdcreate_vnode(sc, mdr, td);
1725                 break;
1726         case MD_SWAP:
1727                 sc->start = mdstart_swap;
1728                 error = mdcreate_swap(sc, mdr, td);
1729                 break;
1730         case MD_NULL:
1731                 sc->start = mdstart_null;
1732                 error = mdcreate_null(sc, mdr, td);
1733                 break;
1734         }
1735 err_after_new:
1736         if (error != 0) {
1737                 mddestroy(sc, td);
1738                 return (error);
1739         }
1740
1741         /* Prune off any residual fractional sector */
1742         i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1743         sc->mediasize -= i;
1744
1745         mdinit(sc);
1746         return (0);
1747 }
1748
1749 static int
1750 kern_mdattach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1751 {
1752         int error;
1753
1754         sx_xlock(&md_sx);
1755         error = kern_mdattach_locked(td, mdr);
1756         sx_xunlock(&md_sx);
1757         return (error);
1758 }
1759
1760 static int
1761 kern_mddetach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1762 {
1763         struct md_s *sc;
1764
1765         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1766
1767         if (mdr->md_mediasize != 0 ||
1768             (mdr->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1769                 return (EINVAL);
1770
1771         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1772         if (sc == NULL)
1773                 return (ENOENT);
1774         if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1775             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1776                 return (EBUSY);
1777         return (mddestroy(sc, td));
1778 }
1779
1780 static int
1781 kern_mddetach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1782 {
1783         int error;
1784
1785         sx_xlock(&md_sx);
1786         error = kern_mddetach_locked(td, mdr);
1787         sx_xunlock(&md_sx);
1788         return (error);
1789 }
1790
1791 static int
1792 kern_mdresize_locked(struct md_req *mdr)
1793 {
1794         struct md_s *sc;
1795
1796         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1797
1798         if ((mdr->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1799                 return (EINVAL);
1800
1801         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1802         if (sc == NULL)
1803                 return (ENOENT);
1804         if (mdr->md_mediasize < sc->sectorsize)
1805                 return (EINVAL);
1806         if (mdr->md_mediasize < sc->mediasize &&
1807             !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1808             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1809                 return (EBUSY);
1810         return (mdresize(sc, mdr));
1811 }
1812
1813 static int
1814 kern_mdresize(struct md_req *mdr)
1815 {
1816         int error;
1817
1818         sx_xlock(&md_sx);
1819         error = kern_mdresize_locked(mdr);
1820         sx_xunlock(&md_sx);
1821         return (error);
1822 }
1823
1824 static int
1825 kern_mdquery_locked(struct md_req *mdr)
1826 {
1827         struct md_s *sc;
1828         int error;
1829
1830         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1831
1832         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1833         if (sc == NULL)
1834                 return (ENOENT);
1835         mdr->md_type = sc->type;
1836         mdr->md_options = sc->flags;
1837         mdr->md_mediasize = sc->mediasize;
1838         mdr->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1839         error = 0;
1840         if (mdr->md_label != NULL) {
1841                 error = copyout(sc->label, mdr->md_label,
1842                     strlen(sc->label) + 1);
1843                 if (error != 0)
1844                         return (error);
1845         }
1846         if (sc->type == MD_VNODE ||
1847             (sc->type == MD_PRELOAD && mdr->md_file != NULL))
1848                 error = copyout(sc->file, mdr->md_file,
1849                     strlen(sc->file) + 1);
1850         return (error);
1851 }
1852
1853 static int
1854 kern_mdquery(struct md_req *mdr)
1855 {
1856         int error;
1857
1858         sx_xlock(&md_sx);
1859         error = kern_mdquery_locked(mdr);
1860         sx_xunlock(&md_sx);
1861         return (error);
1862 }
1863
1864 /* Copy members that are not userspace pointers. */
1865 #define MD_IOCTL2REQ(mdio, mdr) do {                                    \
1866         (mdr)->md_unit = (mdio)->md_unit;                               \
1867         (mdr)->md_type = (mdio)->md_type;                               \
1868         (mdr)->md_mediasize = (mdio)->md_mediasize;                     \
1869         (mdr)->md_sectorsize = (mdio)->md_sectorsize;                   \
1870         (mdr)->md_options = (mdio)->md_options;                         \
1871         (mdr)->md_fwheads = (mdio)->md_fwheads;                         \
1872         (mdr)->md_fwsectors = (mdio)->md_fwsectors;                     \
1873         (mdr)->md_units = &(mdio)->md_pad[0];                           \
1874         (mdr)->md_units_nitems = nitems((mdio)->md_pad);                \
1875 } while(0)
1876
1877 /* Copy members that might have been updated */
1878 #define MD_REQ2IOCTL(mdr, mdio) do {                                    \
1879         (mdio)->md_unit = (mdr)->md_unit;                               \
1880         (mdio)->md_type = (mdr)->md_type;                               \
1881         (mdio)->md_mediasize = (mdr)->md_mediasize;                     \
1882         (mdio)->md_sectorsize = (mdr)->md_sectorsize;                   \
1883         (mdio)->md_options = (mdr)->md_options;                         \
1884         (mdio)->md_fwheads = (mdr)->md_fwheads;                         \
1885         (mdio)->md_fwsectors = (mdr)->md_fwsectors;                     \
1886 } while(0)
1887
1888 static int
1889 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags,
1890     struct thread *td)
1891 {
1892         struct md_req mdr;
1893         int error;
1894
1895         if (md_debug)
1896                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1897                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1898
1899         bzero(&mdr, sizeof(mdr));
1900         switch (cmd) {
1901         case MDIOCATTACH:
1902         case MDIOCDETACH:
1903         case MDIOCRESIZE:
1904         case MDIOCQUERY: {
1905                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1906                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1907                         return (EINVAL);
1908                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1909                 mdr.md_file = mdio->md_file;
1910                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1911                 /* If the file is adjacent to the md_ioctl it's in kernel. */
1912                 if ((void *)mdio->md_file == (void *)(mdio + 1))
1913                         mdr.md_file_seg = UIO_SYSSPACE;
1914                 mdr.md_label = mdio->md_label;
1915                 break;
1916         }
1917 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1918         case MDIOCATTACH_32:
1919         case MDIOCDETACH_32:
1920         case MDIOCRESIZE_32:
1921         case MDIOCQUERY_32: {
1922                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1923                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1924                         return (EINVAL);
1925                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1926                 mdr.md_file = (void *)(uintptr_t)mdio->md_file;
1927                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1928                 mdr.md_label = (void *)(uintptr_t)mdio->md_label;
1929                 break;
1930         }
1931 #endif
1932         default:
1933                 /* Fall through to handler switch. */
1934                 break;
1935         }
1936
1937         error = 0;
1938         switch (cmd) {
1939         case MDIOCATTACH:
1940 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1941         case MDIOCATTACH_32:
1942 #endif
1943                 error = kern_mdattach(td, &mdr);
1944                 break;
1945         case MDIOCDETACH:
1946 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1947         case MDIOCDETACH_32:
1948 #endif
1949                 error = kern_mddetach(td, &mdr);
1950                 break;
1951         case MDIOCRESIZE:
1952 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1953         case MDIOCRESIZE_32:
1954 #endif
1955                 error = kern_mdresize(&mdr);
1956                 break;
1957         case MDIOCQUERY:
1958 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1959         case MDIOCQUERY_32:
1960 #endif
1961                 error = kern_mdquery(&mdr);
1962                 break;
1963         default:
1964                 error = ENOIOCTL;
1965         }
1966
1967         switch (cmd) {
1968         case MDIOCATTACH:
1969         case MDIOCQUERY: {
1970                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1971                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
1972                 break;
1973         }
1974 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1975         case MDIOCATTACH_32:
1976         case MDIOCQUERY_32: {
1977                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1978                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
1979                 break;
1980         }
1981 #endif
1982         default:
1983                 /* Other commands to not alter mdr. */
1984                 break;
1985         }
1986
1987         return (error);
1988 }
1989
1990 static void
1991 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
1992 {
1993         struct md_s *sc;
1994         int error;
1995
1996         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
1997         if (sc == NULL)
1998                 return;
1999         sc->mediasize = length;
2000         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
2001         sc->pl_ptr = image;
2002         sc->pl_len = length;
2003         sc->start = mdstart_preload;
2004         if (name != NULL)
2005                 strlcpy(sc->file, name, sizeof(sc->file));
2006 #ifdef MD_ROOT
2007         if (sc->unit == 0) {
2008 #ifndef ROOTDEVNAME
2009                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
2010 #endif
2011 #ifdef MD_ROOT_READONLY
2012                 sc->flags |= MD_READONLY;
2013 #endif
2014         }
2015 #endif
2016         mdinit(sc);
2017         if (name != NULL) {
2018                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
2019                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
2020         } else {
2021                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
2022                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
2023         }
2024 }
2025
2026 static void
2027 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
2028 {
2029         caddr_t mod;
2030         u_char *ptr, *name, *type;
2031         unsigned len;
2032         int i;
2033
2034         /* figure out log2(NINDIR) */
2035         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
2036                 i >>= 1;
2037
2038         mod = NULL;
2039         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
2040         g_topology_unlock();
2041         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
2042 #ifdef MD_ROOT
2043         if (mfs_root_size != 0) {
2044                 sx_xlock(&md_sx);
2045 #ifdef MD_ROOT_MEM
2046                 md_preloaded(mfs_root, mfs_root_size, NULL);
2047 #else
2048                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
2049                     NULL);
2050 #endif
2051                 sx_xunlock(&md_sx);
2052         }
2053 #endif
2054         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
2055         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
2056                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
2057                 if (name == NULL)
2058                         continue;
2059                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
2060                 if (type == NULL)
2061                         continue;
2062                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
2063                         continue;
2064                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
2065                 len = preload_fetch_size(mod);
2066                 if (ptr != NULL && len != 0) {
2067                         sx_xlock(&md_sx);
2068                         md_preloaded(ptr, len, name);
2069                         sx_xunlock(&md_sx);
2070                 }
2071         }
2072         md_pbuf_zone = pbuf_zsecond_create("mdpbuf", nswbuf / 10);
2073         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
2074             0600, MDCTL_NAME);
2075         g_topology_lock();
2076 }
2077
2078 static void
2079 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
2080     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
2081 {
2082         struct md_s *mp;
2083         char *type;
2084
2085         mp = gp->softc;
2086         if (mp == NULL)
2087                 return;
2088
2089         switch (mp->type) {
2090         case MD_MALLOC:
2091                 type = "malloc";
2092                 break;
2093         case MD_PRELOAD:
2094                 type = "preload";
2095                 break;
2096         case MD_VNODE:
2097                 type = "vnode";
2098                 break;
2099         case MD_SWAP:
2100                 type = "swap";
2101                 break;
2102         case MD_NULL:
2103                 type = "null";
2104                 break;
2105         default:
2106                 type = "unknown";
2107                 break;
2108         }
2109
2110         if (pp != NULL) {
2111                 if (indent == NULL) {
2112                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
2113                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
2114                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
2115                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
2116                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
2117                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
2118                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2119                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0'))
2120                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
2121                         sbuf_printf(sb, " label %s", mp->label);
2122                 } else {
2123                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
2124                             mp->unit);
2125                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
2126                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
2127                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
2128                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
2129                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
2130                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
2131                         if (mp->ident[0] != '\0') {
2132                                 sbuf_printf(sb, "%s<ident>", indent);
2133                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->ident);
2134                                 sbuf_printf(sb, "</ident>\n");
2135                         }
2136                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
2137                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
2138                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
2139                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
2140                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
2141                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
2142                             "read-only");
2143                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
2144                             type);
2145                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2146                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0')) {
2147                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
2148                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
2149                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
2150                         }
2151                         if (mp->type == MD_VNODE)
2152                                 sbuf_printf(sb, "%s<cache>%s</cache>\n", indent,
2153                                     (mp->flags & MD_CACHE) == 0 ? "off": "on");
2154                         sbuf_printf(sb, "%s<label>", indent);
2155                         g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->label);
2156                         sbuf_printf(sb, "</label>\n");
2157                 }
2158         }
2159 }
2160
2161 static void
2162 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
2163 {
2164
2165         sx_destroy(&md_sx);
2166         if (status_dev != NULL)
2167                 destroy_dev(status_dev);
2168         uma_zdestroy(md_pbuf_zone);
2169         delete_unrhdr(md_uh);
2170 }