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 in 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
 114 #ifndef MD_NSECT
 115 #define MD_NSECT (10000 * 2)
 116 #endif
 117
 118 struct md_req {
 119         unsigned        md_unit;        /* unit number */
 120         enum md_types   md_type;        /* type of disk */
 121         off_t           md_mediasize;   /* size of disk in bytes */
 122         unsigned        md_sectorsize;  /* sectorsize */
 123         unsigned        md_options;     /* options */
 124         int             md_fwheads;     /* firmware heads */
 125         int             md_fwsectors;   /* firmware sectors */
 126         char            *md_file;       /* pathname of file to mount */
 127         enum uio_seg    md_file_seg;    /* location of md_file */
 128         char            *md_label;      /* label of the device (userspace) */
 129         int             *md_units;      /* pointer to units array (kernel) */
 130         size_t          md_units_nitems; /* items in md_units array */
 131 };
 132
 133 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 134 struct md_ioctl32 {
 135         unsigned        md_version;
 136         unsigned        md_unit;
 137         enum md_types   md_type;
 138         uint32_t        md_file;
 139         off_t           md_mediasize;
 140         unsigned        md_sectorsize;
 141         unsigned        md_options;
 142         uint64_t        md_base;
 143         int             md_fwheads;
 144         int             md_fwsectors;
 145         uint32_t        md_label;
 146         int             md_pad[MDNPAD];
 147 } __attribute__((__packed__));
 148 CTASSERT((sizeof(struct md_ioctl32)) == 436);
 149
 150 #define MDIOCATTACH_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCATTACH, struct md_ioctl32)
 151 #define MDIOCDETACH_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCDETACH, struct md_ioctl32)
 152 #define MDIOCQUERY_32   _IOC_NEWTYPE(MDIOCQUERY, struct md_ioctl32)
 153 #define MDIOCLIST_32    _IOC_NEWTYPE(MDIOCLIST, 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
 203 static struct cdev *status_dev = NULL;
 204 static struct sx md_sx;
 205 static struct unrhdr *md_uh;
 206
 207 static d_ioctl_t mdctlioctl;
 208
 209 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
 210         .d_version =    D_VERSION,
 211         .d_ioctl =      mdctlioctl,
 212         .d_name =       MD_NAME,
 213 };
 214
 215 struct g_class g_md_class = {
 216         .name = "MD",
 217         .version = G_VERSION,
 218         .init = g_md_init,
 219         .fini = g_md_fini,
 220         .start = g_md_start,
 221         .access = g_md_access,
 222         .dumpconf = g_md_dumpconf,
 223 };
 224
 225 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
 226
 227
 228 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 229
 230 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 231 #define NMASK   (NINDIR-1)
 232 static int nshift;
 233
 234 static int md_vnode_pbuf_freecnt;
 235
 236 struct indir {
 237         uintptr_t       *array;
 238         u_int           total;
 239         u_int           used;
 240         u_int           shift;
 241 };
 242
 243 struct md_s {
 244         int unit;
 245         LIST_ENTRY(md_s) list;
 246         struct bio_queue_head bio_queue;
 247         struct mtx queue_mtx;
 248         struct mtx stat_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
 447 static int
 448 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 449 {
 450         struct md_s *sc;
 451
 452         sc = pp->geom->softc;
 453         if (sc == NULL) {
 454                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 455                         return (0);
 456                 return (ENXIO);
 457         }
 458         r += pp->acr;
 459         w += pp->acw;
 460         e += pp->ace;
 461         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 462                 return (EROFS);
 463         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 464                 sc->opencount = 1;
 465         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 466                 sc->opencount = 0;
 467         }
 468         return (0);
 469 }
 470
 471 static void
 472 g_md_start(struct bio *bp)
 473 {
 474         struct md_s *sc;
 475
 476         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 477         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
 478                 mtx_lock(&sc->stat_mtx);
 479                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 480                 mtx_unlock(&sc->stat_mtx);
 481         }
 482         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 483         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 484         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 485         wakeup(sc);
 486 }
 487
 488 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 489 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 490 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 491 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 492 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 493
 494 static int
 495 md_malloc_move_ma(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 496     void *ptr, u_char fill, int op)
 497 {
 498         struct sf_buf *sf;
 499         vm_page_t m, *mp1;
 500         char *p, first;
 501         off_t *uc;
 502         unsigned n;
 503         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 504
 505         m = NULL;
 506         error = 0;
 507         sf = NULL;
 508         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 509                 first = 0;
 510                 first_read = 0;
 511                 uc = ptr;
 512                 mp1 = *mp;
 513                 ma_offs1 = *ma_offs;
 514         /* } */
 515         sched_pin();
 516         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 517                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 518                 if (m != **mp) {
 519                         if (sf != NULL)
 520                                 sf_buf_free(sf);
 521                         m = **mp;
 522                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 523                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 524                         if (sf == NULL) {
 525                                 error = ENOMEM;
 526                                 break;
 527                         }
 528                 }
 529                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 530                 switch (op) {
 531                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 532                         bzero(p, sz);
 533                         break;
 534                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 535                         memset(p, fill, sz);
 536                         break;
 537                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 538                         bcopy(ptr, p, sz);
 539                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 540                         break;
 541                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 542                         bcopy(p, ptr, sz);
 543                         break;
 544                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 545                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 546                                 if (!first_read) {
 547                                         *uc = (u_char)*p;
 548                                         first = *p;
 549                                         first_read = 1;
 550                                 } else if (*p != first) {
 551                                         error = EDOOFUS;
 552                                         break;
 553                                 }
 554                         }
 555                         break;
 556                 default:
 557                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_ma unknown op %d\n", op));
 558                         break;
 559                 }
 560                 if (error != 0)
 561                         break;
 562                 *ma_offs += sz;
 563                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 564                 if (*ma_offs == 0)
 565                         (*mp)++;
 566                 ptr = (char *)ptr + sz;
 567         }
 568
 569         if (sf != NULL)
 570                 sf_buf_free(sf);
 571         sched_unpin();
 572         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 573                 *mp = mp1;
 574                 *ma_offs = ma_offs1;
 575         }
 576         return (error);
 577 }
 578
 579 static int
 580 md_malloc_move_vlist(bus_dma_segment_t **pvlist, int *pma_offs,
 581     unsigned len, void *ptr, u_char fill, int op)
 582 {
 583         bus_dma_segment_t *vlist;
 584         uint8_t *p, *end, first;
 585         off_t *uc;
 586         int ma_offs, seg_len;
 587
 588         vlist = *pvlist;
 589         ma_offs = *pma_offs;
 590         uc = ptr;
 591
 592         for (; len != 0; len -= seg_len) {
 593                 seg_len = imin(vlist->ds_len - ma_offs, len);
 594                 p = (uint8_t *)(uintptr_t)vlist->ds_addr + ma_offs;
 595                 switch (op) {
 596                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 597                         bzero(p, seg_len);
 598                         break;
 599                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 600                         memset(p, fill, seg_len);
 601                         break;
 602                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 603                         bcopy(ptr, p, seg_len);
 604                         cpu_flush_dcache(p, seg_len);
 605                         break;
 606                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 607                         bcopy(p, ptr, seg_len);
 608                         break;
 609                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 610                         end = p + seg_len;
 611                         first = *uc = *p;
 612                         /* Confirm all following bytes match the first */
 613                         while (++p < end) {
 614                                 if (*p != first)
 615                                         return (EDOOFUS);
 616                         }
 617                         break;
 618                 default:
 619                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_vlist unknown op %d\n", op));
 620                         break;
 621                 }
 622
 623                 ma_offs += seg_len;
 624                 if (ma_offs == vlist->ds_len) {
 625                         ma_offs = 0;
 626                         vlist++;
 627                 }
 628                 ptr = (uint8_t *)ptr + seg_len;
 629         }
 630         *pvlist = vlist;
 631         *pma_offs = ma_offs;
 632
 633         return (0);
 634 }
 635
 636 static int
 637 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 638 {
 639         u_char *dst;
 640         vm_page_t *m;
 641         bus_dma_segment_t *vlist;
 642         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 643         off_t secno, nsec, uc;
 644         uintptr_t sp, osp;
 645
 646         switch (bp->bio_cmd) {
 647         case BIO_READ:
 648         case BIO_WRITE:
 649         case BIO_DELETE:
 650                 break;
 651         default:
 652                 return (EOPNOTSUPP);
 653         }
 654
 655         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 656         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
 657             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
 658         if (notmapped) {
 659                 m = bp->bio_ma;
 660                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 661                 dst = NULL;
 662                 KASSERT(vlist == NULL, ("vlists cannot be unmapped"));
 663         } else if (vlist != NULL) {
 664                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 665                 dst = NULL;
 666         } else {
 667                 dst = bp->bio_data;
 668         }
 669
 670         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 671         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 672         error = 0;
 673         while (nsec--) {
 674                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 675                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 676                         if (osp != 0)
 677                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 678                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 679                         if (osp == 0) {
 680                                 if (notmapped) {
 681                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 682                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 683                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 684                                 } else if (vlist != NULL) {
 685                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 686                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, 0,
 687                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 688                                 } else
 689                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 690                         } else if (osp <= 255) {
 691                                 if (notmapped) {
 692                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 693                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 694                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 695                                 } else if (vlist != NULL) {
 696                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 697                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, osp,
 698                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 699                                 } else
 700                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 701                         } else {
 702                                 if (notmapped) {
 703                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 704                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 705                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 706                                 } else if (vlist != NULL) {
 707                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 708                                             &ma_offs, sc->sectorsize,
 709                                             (void *)osp, 0,
 710                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 711                                 } else {
 712                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 713                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 714                                 }
 715                         }
 716                         osp = 0;
 717                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 718                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 719                                 if (notmapped) {
 720                                         error1 = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 721                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 722                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 723                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 724                                 } else if (vlist != NULL) {
 725                                         error1 = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 726                                             &ma_offs, sc->sectorsize, &uc, 0,
 727                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 728                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 729                                 } else {
 730                                         uc = dst[0];
 731                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 732                                                 if (dst[i] != uc)
 733                                                         break;
 734                                         }
 735                                 }
 736                         } else {
 737                                 i = 0;
 738                                 uc = 0;
 739                         }
 740                         if (i == sc->sectorsize) {
 741                                 if (osp != uc)
 742                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 743                         } else {
 744                                 if (osp <= 255) {
 745                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 746                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 747                                             M_NOWAIT);
 748                                         if (sp == 0) {
 749                                                 error = ENOSPC;
 750                                                 break;
 751                                         }
 752                                         if (notmapped) {
 753                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 754                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 755                                                     (void *)sp, 0,
 756                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 757                                         } else if (vlist != NULL) {
 758                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 759                                                     &vlist, &ma_offs,
 760                                                     sc->sectorsize, (void *)sp,
 761                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 762                                         } else {
 763                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 764                                                     sc->sectorsize);
 765                                         }
 766                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 767                                 } else {
 768                                         if (notmapped) {
 769                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 770                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 771                                                     (void *)osp, 0,
 772                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 773                                         } else if (vlist != NULL) {
 774                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 775                                                     &vlist, &ma_offs,
 776                                                     sc->sectorsize, (void *)osp,
 777                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 778                                         } else {
 779                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 780                                                     sc->sectorsize);
 781                                         }
 782                                         osp = 0;
 783                                 }
 784                         }
 785                 } else {
 786                         error = EOPNOTSUPP;
 787                 }
 788                 if (osp > 255)
 789                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 790                 if (error != 0)
 791                         break;
 792                 secno++;
 793                 if (!notmapped && vlist == NULL)
 794                         dst += sc->sectorsize;
 795         }
 796         bp->bio_resid = 0;
 797         return (error);
 798 }
 799
 800 static void
 801 mdcopyto_vlist(void *src, bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, off_t len)
 802 {
 803         off_t seg_len;
 804
 805         while (offset >= vlist->ds_len) {
 806                 offset -= vlist->ds_len;
 807                 vlist++;
 808         }
 809
 810         while (len != 0) {
 811                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 812                 bcopy(src, (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset),
 813                     seg_len);
 814                 offset = 0;
 815                 src = (uint8_t *)src + seg_len;
 816                 len -= seg_len;
 817                 vlist++;
 818         }
 819 }
 820
 821 static void
 822 mdcopyfrom_vlist(bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, void *dst, off_t len)
 823 {
 824         off_t seg_len;
 825
 826         while (offset >= vlist->ds_len) {
 827                 offset -= vlist->ds_len;
 828                 vlist++;
 829         }
 830
 831         while (len != 0) {
 832                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 833                 bcopy((void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset), dst,
 834                     seg_len);
 835                 offset = 0;
 836                 dst = (uint8_t *)dst + seg_len;
 837                 len -= seg_len;
 838                 vlist++;
 839         }
 840 }
 841
 842 static int
 843 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 844 {
 845         uint8_t *p;
 846
 847         p = sc->pl_ptr + bp->bio_offset;
 848         switch (bp->bio_cmd) {
 849         case BIO_READ:
 850                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 851                         mdcopyto_vlist(p, (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 852                             bp->bio_ma_offset, bp->bio_length);
 853                 } else {
 854                         bcopy(p, bp->bio_data, bp->bio_length);
 855                 }
 856                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 857                 break;
 858         case BIO_WRITE:
 859                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 860                         mdcopyfrom_vlist((bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 861                             bp->bio_ma_offset, p, bp->bio_length);
 862                 } else {
 863                         bcopy(bp->bio_data, p, bp->bio_length);
 864                 }
 865                 break;
 866         }
 867         bp->bio_resid = 0;
 868         return (0);
 869 }
 870
 871 static int
 872 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 873 {
 874         int error;
 875         struct uio auio;
 876         struct iovec aiov;
 877         struct iovec *piov;
 878         struct mount *mp;
 879         struct vnode *vp;
 880         struct buf *pb;
 881         bus_dma_segment_t *vlist;
 882         struct thread *td;
 883         off_t iolen, len, zerosize;
 884         int ma_offs, npages;
 885
 886         switch (bp->bio_cmd) {
 887         case BIO_READ:
 888                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 889                 break;
 890         case BIO_WRITE:
 891         case BIO_DELETE:
 892                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 893                 break;
 894         case BIO_FLUSH:
 895                 break;
 896         default:
 897                 return (EOPNOTSUPP);
 898         }
 899
 900         td = curthread;
 901         vp = sc->vnode;
 902         pb = NULL;
 903         piov = NULL;
 904         ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 905         len = bp->bio_length;
 906
 907         /*
 908          * VNODE I/O
 909          *
 910          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 911          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 912          * still valid.
 913          */
 914
 915         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 916                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 917                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 918                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 919                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 920                 vn_finished_write(mp);
 921                 return (error);
 922         }
 923
 924         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 925         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 926         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 927         auio.uio_td = td;
 928
 929         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 930                 /*
 931                  * Emulate BIO_DELETE by writing zeros.
 932                  */
 933                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 934                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 935                 auio.uio_iovcnt = howmany(bp->bio_length, zerosize);
 936                 piov = malloc(sizeof(*piov) * auio.uio_iovcnt, M_MD, M_WAITOK);
 937                 auio.uio_iov = piov;
 938                 while (len > 0) {
 939                         piov->iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 940                         piov->iov_len = len;
 941                         if (len > zerosize)
 942                                 piov->iov_len = zerosize;
 943                         len -= piov->iov_len;
 944                         piov++;
 945                 }
 946                 piov = auio.uio_iov;
 947         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 948                 piov = malloc(sizeof(*piov) * bp->bio_ma_n, M_MD, M_WAITOK);
 949                 auio.uio_iov = piov;
 950                 vlist = (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data;
 951                 while (len > 0) {
 952                         piov->iov_base = (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr +
 953                             ma_offs);
 954                         piov->iov_len = vlist->ds_len - ma_offs;
 955                         if (piov->iov_len > len)
 956                                 piov->iov_len = len;
 957                         len -= piov->iov_len;
 958                         ma_offs = 0;
 959                         vlist++;
 960                         piov++;
 961                 }
 962                 auio.uio_iovcnt = piov - auio.uio_iov;
 963                 piov = auio.uio_iov;
 964         } else if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 965                 pb = getpbuf(&md_vnode_pbuf_freecnt);
 966                 bp->bio_resid = len;
 967 unmapped_step:
 968                 npages = atop(min(MAXPHYS, round_page(len + (ma_offs &
 969                     PAGE_MASK))));
 970                 iolen = min(ptoa(npages) - (ma_offs & PAGE_MASK), len);
 971                 KASSERT(iolen > 0, ("zero iolen"));
 972                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data,
 973                     &bp->bio_ma[atop(ma_offs)], npages);
 974                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 975                     (ma_offs & PAGE_MASK));
 976                 aiov.iov_len = iolen;
 977                 auio.uio_iov = &aiov;
 978                 auio.uio_iovcnt = 1;
 979                 auio.uio_resid = iolen;
 980         } else {
 981                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 982                 aiov.iov_len = bp->bio_length;
 983                 auio.uio_iov = &aiov;
 984                 auio.uio_iovcnt = 1;
 985         }
 986         /*
 987          * When reading set IO_DIRECT to try to avoid double-caching
 988          * the data.  When writing IO_DIRECT is not optimal.
 989          */
 990         if (auio.uio_rw == UIO_READ) {
 991                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 992                 error = VOP_READ(vp, &auio, IO_DIRECT, sc->cred);
 993                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 994         } else {
 995                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 996                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 997                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
 998                     sc->cred);
 999                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
1000                 vn_finished_write(mp);
1001                 if (error == 0)
1002                         sc->flags &= ~MD_VERIFY;
1003         }
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                 relpbuf(pb, &md_vnode_pbuf_freecnt);
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 void
1024 md_swap_page_free(vm_page_t m)
1025 {
1026
1027         vm_page_xunbusy(m);
1028         vm_page_lock(m);
1029         vm_page_free(m);
1030         vm_page_unlock(m);
1031 }
1032
1033 static int
1034 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1035 {
1036         vm_page_t m;
1037         u_char *p;
1038         vm_pindex_t i, lastp;
1039         bus_dma_segment_t *vlist;
1040         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
1041
1042         switch (bp->bio_cmd) {
1043         case BIO_READ:
1044         case BIO_WRITE:
1045         case BIO_DELETE:
1046                 break;
1047         default:
1048                 return (EOPNOTSUPP);
1049         }
1050
1051         p = bp->bio_data;
1052         ma_offs = (bp->bio_flags & (BIO_UNMAPPED|BIO_VLIST)) != 0 ?
1053             bp->bio_ma_offset : 0;
1054         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
1055             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
1056
1057         /*
1058          * offs is the offset at which to start operating on the
1059          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
1060          * which we're going to operate.  lastend is the ending
1061          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
1062          * we're operating on complete aligned pages).
1063          */
1064         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
1065         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
1066         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
1067
1068         rv = VM_PAGER_OK;
1069         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1070         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
1071         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
1072                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
1073                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
1074                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
1075                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1076                                 rv = VM_PAGER_OK;
1077                         else
1078                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1079                                     NULL, NULL);
1080                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1081                                 md_swap_page_free(m);
1082                                 break;
1083                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1084                                 /*
1085                                  * Pager does not have the page.  Zero
1086                                  * the allocated page, and mark it as
1087                                  * valid. Do not set dirty, the page
1088                                  * can be recreated if thrown out.
1089                                  */
1090                                 pmap_zero_page(m);
1091                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1092                         }
1093                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1094                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
1095                                     ma_offs, len);
1096                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1097                                 physcopyout_vlist(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs,
1098                                     vlist, ma_offs, len);
1099                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1100                         } else {
1101                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
1102                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1103                         }
1104                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1105                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1106                                 rv = VM_PAGER_OK;
1107                         else
1108                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1109                                     NULL, NULL);
1110                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1111                                 md_swap_page_free(m);
1112                                 break;
1113                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL)
1114                                 pmap_zero_page(m);
1115
1116                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1117                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
1118                                     offs, len);
1119                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1120                                 physcopyin_vlist(vlist, ma_offs,
1121                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1122                         } else {
1123                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1124                         }
1125
1126                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1127                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1128                                 vm_page_dirty(m);
1129                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1130                         }
1131                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
1132                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1133                                 rv = VM_PAGER_OK;
1134                         else
1135                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1136                                     NULL, NULL);
1137                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1138                                 md_swap_page_free(m);
1139                                 break;
1140                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1141                                 md_swap_page_free(m);
1142                                 m = NULL;
1143                         } else {
1144                                 /* Page is valid. */
1145                                 if (len != PAGE_SIZE) {
1146                                         pmap_zero_page_area(m, offs, len);
1147                                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1148                                                 vm_page_dirty(m);
1149                                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1150                                         }
1151                                 } else {
1152                                         vm_pager_page_unswapped(m);
1153                                         md_swap_page_free(m);
1154                                         m = NULL;
1155                                 }
1156                         }
1157                 }
1158                 if (m != NULL) {
1159                         vm_page_xunbusy(m);
1160                         vm_page_lock(m);
1161                         if (vm_page_active(m))
1162                                 vm_page_reference(m);
1163                         else
1164                                 vm_page_activate(m);
1165                         vm_page_unlock(m);
1166                 }
1167
1168                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
1169                 p += PAGE_SIZE - offs;
1170                 offs = 0;
1171                 ma_offs += len;
1172         }
1173         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
1174         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1175         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
1176 }
1177
1178 static int
1179 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1180 {
1181
1182         switch (bp->bio_cmd) {
1183         case BIO_READ:
1184                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
1185                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
1186                 break;
1187         case BIO_WRITE:
1188                 break;
1189         }
1190         bp->bio_resid = 0;
1191         return (0);
1192 }
1193
1194 static void
1195 md_kthread(void *arg)
1196 {
1197         struct md_s *sc;
1198         struct bio *bp;
1199         int error;
1200
1201         sc = arg;
1202         thread_lock(curthread);
1203         sched_prio(curthread, PRIBIO);
1204         thread_unlock(curthread);
1205         if (sc->type == MD_VNODE)
1206                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
1207
1208         for (;;) {
1209                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1210                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
1211                         sc->flags |= MD_EXITING;
1212                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1213                         kproc_exit(0);
1214                 }
1215                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
1216                 if (!bp) {
1217                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
1218                         continue;
1219                 }
1220                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1221                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
1222                         int isv = ((sc->flags & MD_VERIFY) != 0);
1223
1224                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
1225                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
1226                             sc->fwsectors) ||
1227                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
1228                             sc->fwheads))) ||
1229                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
1230                                 error = -1;
1231                         else if (sc->ident[0] != '\0' &&
1232                             g_handleattr_str(bp, "GEOM::ident", sc->ident))
1233                                 error = -1;
1234                         else if (g_handleattr_int(bp, "MNT::verified", isv))
1235                                 error = -1;
1236                         else
1237                                 error = EOPNOTSUPP;
1238                 } else {
1239                         error = sc->start(sc, bp);
1240                 }
1241
1242                 if (error != -1) {
1243                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
1244                         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
1245                                 devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
1246                         g_io_deliver(bp, error);
1247                 }
1248         }
1249 }
1250
1251 static struct md_s *
1252 mdfind(int unit)
1253 {
1254         struct md_s *sc;
1255
1256         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1257                 if (sc->unit == unit)
1258                         break;
1259         }
1260         return (sc);
1261 }
1262
1263 static struct md_s *
1264 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1265 {
1266         struct md_s *sc;
1267         int error;
1268
1269         *errp = 0;
1270         if (unit == -1)
1271                 unit = alloc_unr(md_uh);
1272         else
1273                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1274
1275         if (unit == -1) {
1276                 *errp = EBUSY;
1277                 return (NULL);
1278         }
1279
1280         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1281         sc->type = type;
1282         bioq_init(&sc->bio_queue);
1283         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1284         mtx_init(&sc->stat_mtx, "md stat", NULL, MTX_DEF);
1285         sc->unit = unit;
1286         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1287         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1288         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1289         if (error == 0)
1290                 return (sc);
1291         LIST_REMOVE(sc, list);
1292         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1293         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1294         free_unr(md_uh, sc->unit);
1295         free(sc, M_MD);
1296         *errp = error;
1297         return (NULL);
1298 }
1299
1300 static void
1301 mdinit(struct md_s *sc)
1302 {
1303         struct g_geom *gp;
1304         struct g_provider *pp;
1305
1306         g_topology_lock();
1307         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1308         gp->softc = sc;
1309         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1310         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1311         pp->mediasize = sc->mediasize;
1312         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1313         switch (sc->type) {
1314         case MD_MALLOC:
1315         case MD_VNODE:
1316         case MD_SWAP:
1317                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1318                 break;
1319         case MD_PRELOAD:
1320         case MD_NULL:
1321                 break;
1322         }
1323         sc->gp = gp;
1324         sc->pp = pp;
1325         g_error_provider(pp, 0);
1326         g_topology_unlock();
1327         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1328             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1329 }
1330
1331 static int
1332 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1333 {
1334         uintptr_t sp;
1335         int error;
1336         off_t u;
1337
1338         error = 0;
1339         if (mdr->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1340                 return (EINVAL);
1341         if (mdr->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdr->md_sectorsize))
1342                 return (EINVAL);
1343         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1344         if (mdr->md_options & MD_RESERVE)
1345                 mdr->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1346         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1347                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1348         if (mdr->md_fwheads != 0)
1349                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1350         sc->flags = mdr->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1351         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1352         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1353             0x1ff, 0);
1354         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1355                 off_t nsectors;
1356
1357                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1358                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1359                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1360                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1361                         if (sp != 0)
1362                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1363                         else
1364                                 error = ENOMEM;
1365                         if (error != 0)
1366                                 break;
1367                 }
1368         }
1369         return (error);
1370 }
1371
1372
1373 static int
1374 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1375 {
1376         char *tmpbuf;
1377         int error = 0;
1378
1379         /*
1380          * Set credits in our softc
1381          */
1382
1383         if (sc->cred)
1384                 crfree(sc->cred);
1385         sc->cred = crhold(cred);
1386
1387         /*
1388          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1389          */
1390
1391         if (sc->vnode) {
1392                 struct uio auio;
1393                 struct iovec aiov;
1394
1395                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1396                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1397
1398                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1399                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1400                 auio.uio_iov = &aiov;
1401                 auio.uio_iovcnt = 1;
1402                 auio.uio_offset = 0;
1403                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1404                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1405                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1406                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1407                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1408                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1409                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1410         }
1411         return (error);
1412 }
1413
1414 static int
1415 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1416 {
1417         struct vattr vattr;
1418         struct nameidata nd;
1419         char *fname;
1420         int error, flags;
1421
1422         fname = mdr->md_file;
1423         if (mdr->md_file_seg == UIO_USERSPACE) {
1424                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1425                 if (error != 0)
1426                         return (error);
1427         } else if (mdr->md_file_seg == UIO_SYSSPACE)
1428                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1429         else
1430                 return (EDOOFUS);
1431
1432         /*
1433          * If the user specified that this is a read only device, don't
1434          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1435          */
1436         flags = FREAD | ((mdr->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE) \
1437             | ((mdr->md_options & MD_VERIFY) ? O_VERIFY : 0);
1438         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1439         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1440         if (error != 0)
1441                 return (error);
1442         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1443         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1444                 error = EINVAL;
1445                 goto bad;
1446         }
1447         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1448         if (error != 0)
1449                 goto bad;
1450         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1451                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1452                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1453                         /* Forced unmount. */
1454                         error = EBADF;
1455                         goto bad;
1456                 }
1457         }
1458         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1459         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1460
1461         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1462                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1463         if (mdr->md_fwheads != 0)
1464                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1465         snprintf(sc->ident, sizeof(sc->ident), "MD-DEV%ju-INO%ju",
1466             (uintmax_t)vattr.va_fsid, (uintmax_t)vattr.va_fileid);
1467         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_ASYNC | MD_VERIFY);
1468         if (!(flags & FWRITE))
1469                 sc->flags |= MD_READONLY;
1470         sc->vnode = nd.ni_vp;
1471
1472         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1473         if (error != 0) {
1474                 sc->vnode = NULL;
1475                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1476                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1477                 goto bad;
1478         }
1479         return (0);
1480 bad:
1481         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1482         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1483         return (error);
1484 }
1485
1486 static int
1487 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1488 {
1489
1490         if (sc->gp) {
1491                 sc->gp->softc = NULL;
1492                 g_topology_lock();
1493                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1494                 g_topology_unlock();
1495                 sc->gp = NULL;
1496                 sc->pp = NULL;
1497         }
1498         if (sc->devstat) {
1499                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1500                 sc->devstat = NULL;
1501         }
1502         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1503         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1504         wakeup(sc);
1505         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1506                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1507         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1508         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1509         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1510         if (sc->vnode != NULL) {
1511                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1512                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1513                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1514                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1515                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1516         }
1517         if (sc->cred != NULL)
1518                 crfree(sc->cred);
1519         if (sc->object != NULL)
1520                 vm_object_deallocate(sc->object);
1521         if (sc->indir)
1522                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1523         if (sc->uma)
1524                 uma_zdestroy(sc->uma);
1525
1526         LIST_REMOVE(sc, list);
1527         free_unr(md_uh, sc->unit);
1528         free(sc, M_MD);
1529         return (0);
1530 }
1531
1532 static int
1533 mdresize(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1534 {
1535         int error, res;
1536         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1537
1538         switch (sc->type) {
1539         case MD_VNODE:
1540         case MD_NULL:
1541                 break;
1542         case MD_SWAP:
1543                 if (mdr->md_mediasize <= 0 ||
1544                     (mdr->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1545                         return (EDOM);
1546                 oldpages = OFF_TO_IDX(round_page(sc->mediasize));
1547                 newpages = OFF_TO_IDX(round_page(mdr->md_mediasize));
1548                 if (newpages < oldpages) {
1549                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1550                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1551                         swap_pager_freespace(sc->object, newpages,
1552                             oldpages - newpages);
1553                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1554                             newpages), sc->cred);
1555                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1556                         sc->object->size = newpages;
1557                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1558                 } else if (newpages > oldpages) {
1559                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1560                             oldpages), sc->cred);
1561                         if (!res)
1562                                 return (ENOMEM);
1563                         if ((mdr->md_options & MD_RESERVE) ||
1564                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1565                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1566                                     oldpages, newpages - oldpages);
1567                                 if (error < 0) {
1568                                         swap_release_by_cred(
1569                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1570                                             sc->cred);
1571                                         return (EDOM);
1572                                 }
1573                         }
1574                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1575                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1576                         sc->object->size = newpages;
1577                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1578                 }
1579                 break;
1580         default:
1581                 return (EOPNOTSUPP);
1582         }
1583
1584         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1585         g_topology_lock();
1586         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1587         g_topology_unlock();
1588         return (0);
1589 }
1590
1591 static int
1592 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1593 {
1594         vm_ooffset_t npage;
1595         int error;
1596
1597         /*
1598          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1599          * multiple of page size.
1600          */
1601         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1602                 return (EDOM);
1603
1604         /*
1605          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1606          *
1607          * Note the truncation.
1608          */
1609
1610         if ((mdr->md_options & MD_VERIFY) != 0)
1611                 return (EINVAL);
1612         npage = mdr->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1613         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1614                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1615         if (mdr->md_fwheads != 0)
1616                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1617         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1618             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1619         if (sc->object == NULL)
1620                 return (ENOMEM);
1621         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1622         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1623                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1624                         error = EDOM;
1625                         goto finish;
1626                 }
1627         }
1628         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1629  finish:
1630         if (error != 0) {
1631                 vm_object_deallocate(sc->object);
1632                 sc->object = NULL;
1633         }
1634         return (error);
1635 }
1636
1637 static int
1638 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1639 {
1640
1641         /*
1642          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1643          * multiple of page size.
1644          */
1645         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1646                 return (EDOM);
1647
1648         return (0);
1649 }
1650
1651 static int
1652 kern_mdattach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1653 {
1654         struct md_s *sc;
1655         unsigned sectsize;
1656         int error, i;
1657
1658         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1659
1660         switch (mdr->md_type) {
1661         case MD_MALLOC:
1662         case MD_PRELOAD:
1663         case MD_VNODE:
1664         case MD_SWAP:
1665         case MD_NULL:
1666                 break;
1667         default:
1668                 return (EINVAL);
1669         }
1670         if (mdr->md_sectorsize == 0)
1671                 sectsize = DEV_BSIZE;
1672         else
1673                 sectsize = mdr->md_sectorsize;
1674         if (sectsize > MAXPHYS || mdr->md_mediasize < sectsize)
1675                 return (EINVAL);
1676         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1677                 sc = mdnew(-1, &error, mdr->md_type);
1678         else {
1679                 if (mdr->md_unit > INT_MAX)
1680                         return (EINVAL);
1681                 sc = mdnew(mdr->md_unit, &error, mdr->md_type);
1682         }
1683         if (sc == NULL)
1684                 return (error);
1685         if (mdr->md_label != NULL)
1686                 error = copyinstr(mdr->md_label, sc->label,
1687                     sizeof(sc->label), NULL);
1688         if (error != 0)
1689                 goto err_after_new;
1690         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1691                 mdr->md_unit = sc->unit;
1692         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1693         sc->sectorsize = sectsize;
1694         error = EDOOFUS;
1695         switch (sc->type) {
1696         case MD_MALLOC:
1697                 sc->start = mdstart_malloc;
1698                 error = mdcreate_malloc(sc, mdr);
1699                 break;
1700         case MD_PRELOAD:
1701                 /*
1702                  * We disallow attaching preloaded memory disks via
1703                  * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1704                  * attached in g_md_init().
1705                  */
1706                 error = EOPNOTSUPP;
1707                 break;
1708         case MD_VNODE:
1709                 sc->start = mdstart_vnode;
1710                 error = mdcreate_vnode(sc, mdr, td);
1711                 break;
1712         case MD_SWAP:
1713                 sc->start = mdstart_swap;
1714                 error = mdcreate_swap(sc, mdr, td);
1715                 break;
1716         case MD_NULL:
1717                 sc->start = mdstart_null;
1718                 error = mdcreate_null(sc, mdr, td);
1719                 break;
1720         }
1721 err_after_new:
1722         if (error != 0) {
1723                 mddestroy(sc, td);
1724                 return (error);
1725         }
1726
1727         /* Prune off any residual fractional sector */
1728         i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1729         sc->mediasize -= i;
1730
1731         mdinit(sc);
1732         return (0);
1733 }
1734
1735 static int
1736 kern_mdattach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1737 {
1738         int error;
1739
1740         sx_xlock(&md_sx);
1741         error = kern_mdattach_locked(td, mdr);
1742         sx_xunlock(&md_sx);
1743         return (error);
1744 }
1745
1746 static int
1747 kern_mddetach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1748 {
1749         struct md_s *sc;
1750
1751         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1752
1753         if (mdr->md_mediasize != 0 ||
1754             (mdr->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1755                 return (EINVAL);
1756
1757         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1758         if (sc == NULL)
1759                 return (ENOENT);
1760         if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1761             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1762                 return (EBUSY);
1763         return (mddestroy(sc, td));
1764 }
1765
1766 static int
1767 kern_mddetach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1768 {
1769         int error;
1770
1771         sx_xlock(&md_sx);
1772         error = kern_mddetach_locked(td, mdr);
1773         sx_xunlock(&md_sx);
1774         return (error);
1775 }
1776
1777 static int
1778 kern_mdresize_locked(struct md_req *mdr)
1779 {
1780         struct md_s *sc;
1781
1782         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1783
1784         if ((mdr->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1785                 return (EINVAL);
1786
1787         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1788         if (sc == NULL)
1789                 return (ENOENT);
1790         if (mdr->md_mediasize < sc->sectorsize)
1791                 return (EINVAL);
1792         if (mdr->md_mediasize < sc->mediasize &&
1793             !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1794             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1795                 return (EBUSY);
1796         return (mdresize(sc, mdr));
1797 }
1798
1799 static int
1800 kern_mdresize(struct md_req *mdr)
1801 {
1802         int error;
1803
1804         sx_xlock(&md_sx);
1805         error = kern_mdresize_locked(mdr);
1806         sx_xunlock(&md_sx);
1807         return (error);
1808 }
1809
1810 static int
1811 kern_mdquery_locked(struct md_req *mdr)
1812 {
1813         struct md_s *sc;
1814         int error;
1815
1816         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1817
1818         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1819         if (sc == NULL)
1820                 return (ENOENT);
1821         mdr->md_type = sc->type;
1822         mdr->md_options = sc->flags;
1823         mdr->md_mediasize = sc->mediasize;
1824         mdr->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1825         error = 0;
1826         if (mdr->md_label != NULL) {
1827                 error = copyout(sc->label, mdr->md_label,
1828                     strlen(sc->label) + 1);
1829                 if (error != 0)
1830                         return (error);
1831         }
1832         if (sc->type == MD_VNODE ||
1833             (sc->type == MD_PRELOAD && mdr->md_file != NULL))
1834                 error = copyout(sc->file, mdr->md_file,
1835                     strlen(sc->file) + 1);
1836         return (error);
1837 }
1838
1839 static int
1840 kern_mdquery(struct md_req *mdr)
1841 {
1842         int error;
1843
1844         sx_xlock(&md_sx);
1845         error = kern_mdquery_locked(mdr);
1846         sx_xunlock(&md_sx);
1847         return (error);
1848 }
1849
1850 static int
1851 kern_mdlist_locked(struct md_req *mdr)
1852 {
1853         struct md_s *sc;
1854         int i;
1855
1856         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1857
1858         /*
1859          * Write the number of md devices to mdr->md_units[0].
1860          * Write the unit number of the first (mdr->md_units_nitems - 2)
1861          * units to mdr->md_units[1::(mdr->md_units - 2)] and terminate the
1862          * list with -1.
1863          *
1864          * XXX: There is currently no mechanism to retrieve unit
1865          * numbers for more than (MDNPAD - 2) units.
1866          *
1867          * XXX: Due to the use of LIST_INSERT_HEAD in mdnew(), the
1868          * list of visible unit numbers not stable.
1869          */
1870         i = 1;
1871         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1872                 if (i < mdr->md_units_nitems - 1)
1873                         mdr->md_units[i] = sc->unit;
1874                 i++;
1875         }
1876         mdr->md_units[MIN(i, mdr->md_units_nitems - 1)] = -1;
1877         mdr->md_units[0] = i - 1;
1878         return (0);
1879 }
1880
1881 static int
1882 kern_mdlist(struct md_req *mdr)
1883 {
1884         int error;
1885
1886         sx_xlock(&md_sx);
1887         error = kern_mdlist_locked(mdr);
1888         sx_xunlock(&md_sx);
1889         return (error);
1890 }
1891
1892 /* Copy members that are not userspace pointers. */
1893 #define MD_IOCTL2REQ(mdio, mdr) do {                                    \
1894         (mdr)->md_unit = (mdio)->md_unit;                               \
1895         (mdr)->md_type = (mdio)->md_type;                               \
1896         (mdr)->md_mediasize = (mdio)->md_mediasize;                     \
1897         (mdr)->md_sectorsize = (mdio)->md_sectorsize;                   \
1898         (mdr)->md_options = (mdio)->md_options;                         \
1899         (mdr)->md_fwheads = (mdio)->md_fwheads;                         \
1900         (mdr)->md_fwsectors = (mdio)->md_fwsectors;                     \
1901         (mdr)->md_units = &(mdio)->md_pad[0];                           \
1902         (mdr)->md_units_nitems = nitems((mdio)->md_pad);                \
1903 } while(0)
1904
1905 /* Copy members that might have been updated */
1906 #define MD_REQ2IOCTL(mdr, mdio) do {                                    \
1907         (mdio)->md_unit = (mdr)->md_unit;                               \
1908         (mdio)->md_type = (mdr)->md_type;                               \
1909         (mdio)->md_mediasize = (mdr)->md_mediasize;                     \
1910         (mdio)->md_sectorsize = (mdr)->md_sectorsize;                   \
1911         (mdio)->md_options = (mdr)->md_options;                         \
1912         (mdio)->md_fwheads = (mdr)->md_fwheads;                         \
1913         (mdio)->md_fwsectors = (mdr)->md_fwsectors;                     \
1914 } while(0)
1915
1916 static int
1917 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags,
1918     struct thread *td)
1919 {
1920         struct md_req mdr;
1921         int error;
1922
1923         if (md_debug)
1924                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1925                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1926
1927         bzero(&mdr, sizeof(mdr));
1928         switch (cmd) {
1929         case MDIOCATTACH:
1930         case MDIOCDETACH:
1931         case MDIOCRESIZE:
1932         case MDIOCQUERY:
1933         case MDIOCLIST: {
1934                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1935                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1936                         return (EINVAL);
1937                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1938                 mdr.md_file = mdio->md_file;
1939                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1940                 /* If the file is adjacent to the md_ioctl it's in kernel. */
1941                 if ((void *)mdio->md_file == (void *)(mdio + 1))
1942                         mdr.md_file_seg = UIO_SYSSPACE;
1943                 mdr.md_label = mdio->md_label;
1944                 break;
1945         }
1946 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1947         case MDIOCATTACH_32:
1948         case MDIOCDETACH_32:
1949         case MDIOCRESIZE_32:
1950         case MDIOCQUERY_32:
1951         case MDIOCLIST_32: {
1952                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1953                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1954                         return (EINVAL);
1955                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1956                 mdr.md_file = (void *)(uintptr_t)mdio->md_file;
1957                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1958                 mdr.md_label = (void *)(uintptr_t)mdio->md_label;
1959                 break;
1960         }
1961 #endif
1962         default:
1963                 /* Fall through to handler switch. */
1964                 break;
1965         }
1966
1967         error = 0;
1968         switch (cmd) {
1969         case MDIOCATTACH:
1970 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1971         case MDIOCATTACH_32:
1972 #endif
1973                 error = kern_mdattach(td, &mdr);
1974                 break;
1975         case MDIOCDETACH:
1976 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1977         case MDIOCDETACH_32:
1978 #endif
1979                 error = kern_mddetach(td, &mdr);
1980                 break;
1981         case MDIOCRESIZE:
1982 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1983         case MDIOCRESIZE_32:
1984 #endif
1985                 error = kern_mdresize(&mdr);
1986                 break;
1987         case MDIOCQUERY:
1988 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1989         case MDIOCQUERY_32:
1990 #endif
1991                 error = kern_mdquery(&mdr);
1992                 break;
1993         case MDIOCLIST:
1994 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1995         case MDIOCLIST_32:
1996 #endif
1997                 error = kern_mdlist(&mdr);
1998                 break;
1999         default:
2000                 error = ENOIOCTL;
2001         }
2002
2003         switch (cmd) {
2004         case MDIOCATTACH:
2005         case MDIOCQUERY: {
2006                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
2007                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
2008                 break;
2009         }
2010 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2011         case MDIOCATTACH_32:
2012         case MDIOCQUERY_32: {
2013                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
2014                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
2015                 break;
2016         }
2017 #endif
2018         default:
2019                 /* Other commands to not alter mdr. */
2020                 break;
2021         }
2022
2023         return (error);
2024 }
2025
2026 static void
2027 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
2028 {
2029         struct md_s *sc;
2030         int error;
2031
2032         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
2033         if (sc == NULL)
2034                 return;
2035         sc->mediasize = length;
2036         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
2037         sc->pl_ptr = image;
2038         sc->pl_len = length;
2039         sc->start = mdstart_preload;
2040         if (name != NULL)
2041                 strlcpy(sc->file, name, sizeof(sc->file));
2042 #ifdef MD_ROOT
2043         if (sc->unit == 0) {
2044 #ifndef ROOTDEVNAME
2045                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
2046 #endif
2047 #ifdef MD_ROOT_READONLY
2048                 sc->flags |= MD_READONLY;
2049 #endif
2050         }
2051 #endif
2052         mdinit(sc);
2053         if (name != NULL) {
2054                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
2055                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
2056         } else {
2057                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
2058                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
2059         }
2060 }
2061
2062 static void
2063 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
2064 {
2065         caddr_t mod;
2066         u_char *ptr, *name, *type;
2067         unsigned len;
2068         int i;
2069
2070         /* figure out log2(NINDIR) */
2071         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
2072                 i >>= 1;
2073
2074         mod = NULL;
2075         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
2076         g_topology_unlock();
2077         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
2078 #ifdef MD_ROOT
2079         if (mfs_root_size != 0) {
2080                 sx_xlock(&md_sx);
2081 #ifdef MD_ROOT_MEM
2082                 md_preloaded(mfs_root, mfs_root_size, NULL);
2083 #else
2084                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
2085                     NULL);
2086 #endif
2087                 sx_xunlock(&md_sx);
2088         }
2089 #endif
2090         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
2091         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
2092                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
2093                 if (name == NULL)
2094                         continue;
2095                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
2096                 if (type == NULL)
2097                         continue;
2098                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
2099                         continue;
2100                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
2101                 len = preload_fetch_size(mod);
2102                 if (ptr != NULL && len != 0) {
2103                         sx_xlock(&md_sx);
2104                         md_preloaded(ptr, len, name);
2105                         sx_xunlock(&md_sx);
2106                 }
2107         }
2108         md_vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 10;
2109         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
2110             0600, MDCTL_NAME);
2111         g_topology_lock();
2112 }
2113
2114 static void
2115 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
2116     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
2117 {
2118         struct md_s *mp;
2119         char *type;
2120
2121         mp = gp->softc;
2122         if (mp == NULL)
2123                 return;
2124
2125         switch (mp->type) {
2126         case MD_MALLOC:
2127                 type = "malloc";
2128                 break;
2129         case MD_PRELOAD:
2130                 type = "preload";
2131                 break;
2132         case MD_VNODE:
2133                 type = "vnode";
2134                 break;
2135         case MD_SWAP:
2136                 type = "swap";
2137                 break;
2138         case MD_NULL:
2139                 type = "null";
2140                 break;
2141         default:
2142                 type = "unknown";
2143                 break;
2144         }
2145
2146         if (pp != NULL) {
2147                 if (indent == NULL) {
2148                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
2149                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
2150                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
2151                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
2152                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
2153                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
2154                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2155                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0'))
2156                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
2157                         sbuf_printf(sb, " label %s", mp->label);
2158                 } else {
2159                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
2160                             mp->unit);
2161                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
2162                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
2163                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
2164                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
2165                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
2166                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
2167                         if (mp->ident[0] != '\0') {
2168                                 sbuf_printf(sb, "%s<ident>", indent);
2169                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->ident);
2170                                 sbuf_printf(sb, "</ident>\n");
2171                         }
2172                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
2173                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
2174                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
2175                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
2176                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
2177                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
2178                             "read-only");
2179                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
2180                             type);
2181                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2182                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0')) {
2183                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
2184                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
2185                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
2186                         }
2187                         sbuf_printf(sb, "%s<label>", indent);
2188                         g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->label);
2189                         sbuf_printf(sb, "</label>\n");
2190                 }
2191         }
2192 }
2193
2194 static void
2195 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
2196 {
2197
2198         sx_destroy(&md_sx);
2199         if (status_dev != NULL)
2200                 destroy_dev(status_dev);
2201         delete_unrhdr(md_uh);
2202 }