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 #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
 230 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 231
 232 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 233 #define NMASK   (NINDIR-1)
 234 static int nshift;
 235
 236 static uma_zone_t md_pbuf_zone;
 237
 238 struct indir {
 239         uintptr_t       *array;
 240         u_int           total;
 241         u_int           used;
 242         u_int           shift;
 243 };
 244
 245 struct md_s {
 246         int unit;
 247         LIST_ENTRY(md_s) list;
 248         struct bio_queue_head bio_queue;
 249         struct mtx queue_mtx;
 250         struct mtx stat_mtx;
 251         struct cdev *dev;
 252         enum md_types type;
 253         off_t mediasize;
 254         unsigned sectorsize;
 255         unsigned opencount;
 256         unsigned fwheads;
 257         unsigned fwsectors;
 258         char ident[32];
 259         unsigned flags;
 260         char name[20];
 261         struct proc *procp;
 262         struct g_geom *gp;
 263         struct g_provider *pp;
 264         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
 265         struct devstat *devstat;
 266
 267         /* MD_MALLOC related fields */
 268         struct indir *indir;
 269         uma_zone_t uma;
 270
 271         /* MD_PRELOAD related fields */
 272         u_char *pl_ptr;
 273         size_t pl_len;
 274
 275         /* MD_VNODE related fields */
 276         struct vnode *vnode;
 277         char file[PATH_MAX];
 278         char label[PATH_MAX];
 279         struct ucred *cred;
 280
 281         /* MD_SWAP related fields */
 282         vm_object_t object;
 283 };
 284
 285 static struct indir *
 286 new_indir(u_int shift)
 287 {
 288         struct indir *ip;
 289
 290         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
 291             | M_ZERO);
 292         if (ip == NULL)
 293                 return (NULL);
 294         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 295             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 296         if (ip->array == NULL) {
 297                 free(ip, M_MD);
 298                 return (NULL);
 299         }
 300         ip->total = NINDIR;
 301         ip->shift = shift;
 302         return (ip);
 303 }
 304
 305 static void
 306 del_indir(struct indir *ip)
 307 {
 308
 309         free(ip->array, M_MDSECT);
 310         free(ip, M_MD);
 311 }
 312
 313 static void
 314 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
 315 {
 316         int i;
 317
 318         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
 319                 if (!ip->array[i])
 320                         continue;
 321                 if (ip->shift)
 322                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
 323                 else if (ip->array[i] > 255)
 324                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
 325         }
 326         del_indir(ip);
 327 }
 328
 329 /*
 330  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
 331  * for a device of "size" sectors.
 332  */
 333
 334 static struct indir *
 335 dimension(off_t size)
 336 {
 337         off_t rcnt;
 338         struct indir *ip;
 339         int layer;
 340
 341         rcnt = size;
 342         layer = 0;
 343         while (rcnt > NINDIR) {
 344                 rcnt /= NINDIR;
 345                 layer++;
 346         }
 347
 348         /*
 349          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
 350          * too much space for ip->array in here.
 351          */
 352         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 353         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 354             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
 355         ip->total = NINDIR;
 356         ip->shift = layer * nshift;
 357         return (ip);
 358 }
 359
 360 /*
 361  * Read a given sector
 362  */
 363
 364 static uintptr_t
 365 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
 366 {
 367         struct indir *cip;
 368         int idx;
 369         uintptr_t up;
 370
 371         if (md_debug > 1)
 372                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
 373         up = 0;
 374         for (cip = ip; cip != NULL;) {
 375                 if (cip->shift) {
 376                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 377                         up = cip->array[idx];
 378                         cip = (struct indir *)up;
 379                         continue;
 380                 }
 381                 idx = offset & NMASK;
 382                 return (cip->array[idx]);
 383         }
 384         return (0);
 385 }
 386
 387 /*
 388  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
 389  */
 390
 391 static int
 392 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
 393 {
 394         struct indir *cip, *lip[10];
 395         int idx, li;
 396         uintptr_t up;
 397
 398         if (md_debug > 1)
 399                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
 400         up = 0;
 401         li = 0;
 402         cip = ip;
 403         for (;;) {
 404                 lip[li++] = cip;
 405                 if (cip->shift) {
 406                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 407                         up = cip->array[idx];
 408                         if (up != 0) {
 409                                 cip = (struct indir *)up;
 410                                 continue;
 411                         }
 412                         /* Allocate branch */
 413                         cip->array[idx] =
 414                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
 415                         if (cip->array[idx] == 0)
 416                                 return (ENOSPC);
 417                         cip->used++;
 418                         up = cip->array[idx];
 419                         cip = (struct indir *)up;
 420                         continue;
 421                 }
 422                 /* leafnode */
 423                 idx = offset & NMASK;
 424                 up = cip->array[idx];
 425                 if (up != 0)
 426                         cip->used--;
 427                 cip->array[idx] = ptr;
 428                 if (ptr != 0)
 429                         cip->used++;
 430                 break;
 431         }
 432         if (cip->used != 0 || li == 1)
 433                 return (0);
 434         li--;
 435         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
 436                 li--;
 437                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
 438                 up = lip[li]->array[idx];
 439                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
 440                 del_indir(cip);
 441                 lip[li]->array[idx] = 0;
 442                 lip[li]->used--;
 443                 cip = lip[li];
 444         }
 445         return (0);
 446 }
 447
 448
 449 static int
 450 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 451 {
 452         struct md_s *sc;
 453
 454         sc = pp->geom->softc;
 455         if (sc == NULL) {
 456                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 457                         return (0);
 458                 return (ENXIO);
 459         }
 460         r += pp->acr;
 461         w += pp->acw;
 462         e += pp->ace;
 463         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 464                 return (EROFS);
 465         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 466                 sc->opencount = 1;
 467         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 468                 sc->opencount = 0;
 469         }
 470         return (0);
 471 }
 472
 473 static void
 474 g_md_start(struct bio *bp)
 475 {
 476         struct md_s *sc;
 477
 478         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 479         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
 480                 mtx_lock(&sc->stat_mtx);
 481                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 482                 mtx_unlock(&sc->stat_mtx);
 483         }
 484         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 485         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 486         wakeup(sc);
 487         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 488 }
 489
 490 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 491 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 492 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 493 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 494 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 495
 496 static int
 497 md_malloc_move_ma(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 498     void *ptr, u_char fill, int op)
 499 {
 500         struct sf_buf *sf;
 501         vm_page_t m, *mp1;
 502         char *p, first;
 503         off_t *uc;
 504         unsigned n;
 505         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 506
 507         m = NULL;
 508         error = 0;
 509         sf = NULL;
 510         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 511                 first = 0;
 512                 first_read = 0;
 513                 uc = ptr;
 514                 mp1 = *mp;
 515                 ma_offs1 = *ma_offs;
 516         /* } */
 517         sched_pin();
 518         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 519                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 520                 if (m != **mp) {
 521                         if (sf != NULL)
 522                                 sf_buf_free(sf);
 523                         m = **mp;
 524                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 525                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 526                         if (sf == NULL) {
 527                                 error = ENOMEM;
 528                                 break;
 529                         }
 530                 }
 531                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 532                 switch (op) {
 533                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 534                         bzero(p, sz);
 535                         break;
 536                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 537                         memset(p, fill, sz);
 538                         break;
 539                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 540                         bcopy(ptr, p, sz);
 541                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 542                         break;
 543                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 544                         bcopy(p, ptr, sz);
 545                         break;
 546                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 547                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 548                                 if (!first_read) {
 549                                         *uc = (u_char)*p;
 550                                         first = *p;
 551                                         first_read = 1;
 552                                 } else if (*p != first) {
 553                                         error = EDOOFUS;
 554                                         break;
 555                                 }
 556                         }
 557                         break;
 558                 default:
 559                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_ma unknown op %d\n", op));
 560                         break;
 561                 }
 562                 if (error != 0)
 563                         break;
 564                 *ma_offs += sz;
 565                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 566                 if (*ma_offs == 0)
 567                         (*mp)++;
 568                 ptr = (char *)ptr + sz;
 569         }
 570
 571         if (sf != NULL)
 572                 sf_buf_free(sf);
 573         sched_unpin();
 574         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 575                 *mp = mp1;
 576                 *ma_offs = ma_offs1;
 577         }
 578         return (error);
 579 }
 580
 581 static int
 582 md_malloc_move_vlist(bus_dma_segment_t **pvlist, int *pma_offs,
 583     unsigned len, void *ptr, u_char fill, int op)
 584 {
 585         bus_dma_segment_t *vlist;
 586         uint8_t *p, *end, first;
 587         off_t *uc;
 588         int ma_offs, seg_len;
 589
 590         vlist = *pvlist;
 591         ma_offs = *pma_offs;
 592         uc = ptr;
 593
 594         for (; len != 0; len -= seg_len) {
 595                 seg_len = imin(vlist->ds_len - ma_offs, len);
 596                 p = (uint8_t *)(uintptr_t)vlist->ds_addr + ma_offs;
 597                 switch (op) {
 598                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 599                         bzero(p, seg_len);
 600                         break;
 601                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 602                         memset(p, fill, seg_len);
 603                         break;
 604                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 605                         bcopy(ptr, p, seg_len);
 606                         cpu_flush_dcache(p, seg_len);
 607                         break;
 608                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 609                         bcopy(p, ptr, seg_len);
 610                         break;
 611                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 612                         end = p + seg_len;
 613                         first = *uc = *p;
 614                         /* Confirm all following bytes match the first */
 615                         while (++p < end) {
 616                                 if (*p != first)
 617                                         return (EDOOFUS);
 618                         }
 619                         break;
 620                 default:
 621                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_vlist unknown op %d\n", op));
 622                         break;
 623                 }
 624
 625                 ma_offs += seg_len;
 626                 if (ma_offs == vlist->ds_len) {
 627                         ma_offs = 0;
 628                         vlist++;
 629                 }
 630                 ptr = (uint8_t *)ptr + seg_len;
 631         }
 632         *pvlist = vlist;
 633         *pma_offs = ma_offs;
 634
 635         return (0);
 636 }
 637
 638 static int
 639 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 640 {
 641         u_char *dst;
 642         vm_page_t *m;
 643         bus_dma_segment_t *vlist;
 644         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 645         off_t secno, nsec, uc;
 646         uintptr_t sp, osp;
 647
 648         switch (bp->bio_cmd) {
 649         case BIO_READ:
 650         case BIO_WRITE:
 651         case BIO_DELETE:
 652                 break;
 653         default:
 654                 return (EOPNOTSUPP);
 655         }
 656
 657         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 658         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
 659             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
 660         if (notmapped) {
 661                 m = bp->bio_ma;
 662                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 663                 dst = NULL;
 664                 KASSERT(vlist == NULL, ("vlists cannot be unmapped"));
 665         } else if (vlist != NULL) {
 666                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 667                 dst = NULL;
 668         } else {
 669                 dst = bp->bio_data;
 670         }
 671
 672         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 673         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 674         error = 0;
 675         while (nsec--) {
 676                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 677                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 678                         if (osp != 0)
 679                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 680                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 681                         if (osp == 0) {
 682                                 if (notmapped) {
 683                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 684                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 685                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 686                                 } else if (vlist != NULL) {
 687                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 688                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, 0,
 689                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 690                                 } else
 691                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 692                         } else if (osp <= 255) {
 693                                 if (notmapped) {
 694                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 695                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 696                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 697                                 } else if (vlist != NULL) {
 698                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 699                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, osp,
 700                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 701                                 } else
 702                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 703                         } else {
 704                                 if (notmapped) {
 705                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 706                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 707                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 708                                 } else if (vlist != NULL) {
 709                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 710                                             &ma_offs, sc->sectorsize,
 711                                             (void *)osp, 0,
 712                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 713                                 } else {
 714                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 715                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 716                                 }
 717                         }
 718                         osp = 0;
 719                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 720                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 721                                 if (notmapped) {
 722                                         error1 = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 723                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 724                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 725                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 726                                 } else if (vlist != NULL) {
 727                                         error1 = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 728                                             &ma_offs, sc->sectorsize, &uc, 0,
 729                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 730                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 731                                 } else {
 732                                         uc = dst[0];
 733                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 734                                                 if (dst[i] != uc)
 735                                                         break;
 736                                         }
 737                                 }
 738                         } else {
 739                                 i = 0;
 740                                 uc = 0;
 741                         }
 742                         if (i == sc->sectorsize) {
 743                                 if (osp != uc)
 744                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 745                         } else {
 746                                 if (osp <= 255) {
 747                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 748                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 749                                             M_NOWAIT);
 750                                         if (sp == 0) {
 751                                                 error = ENOSPC;
 752                                                 break;
 753                                         }
 754                                         if (notmapped) {
 755                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 756                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 757                                                     (void *)sp, 0,
 758                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 759                                         } else if (vlist != NULL) {
 760                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 761                                                     &vlist, &ma_offs,
 762                                                     sc->sectorsize, (void *)sp,
 763                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 764                                         } else {
 765                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 766                                                     sc->sectorsize);
 767                                         }
 768                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 769                                 } else {
 770                                         if (notmapped) {
 771                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 772                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 773                                                     (void *)osp, 0,
 774                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 775                                         } else if (vlist != NULL) {
 776                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 777                                                     &vlist, &ma_offs,
 778                                                     sc->sectorsize, (void *)osp,
 779                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 780                                         } else {
 781                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 782                                                     sc->sectorsize);
 783                                         }
 784                                         osp = 0;
 785                                 }
 786                         }
 787                 } else {
 788                         error = EOPNOTSUPP;
 789                 }
 790                 if (osp > 255)
 791                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 792                 if (error != 0)
 793                         break;
 794                 secno++;
 795                 if (!notmapped && vlist == NULL)
 796                         dst += sc->sectorsize;
 797         }
 798         bp->bio_resid = 0;
 799         return (error);
 800 }
 801
 802 static void
 803 mdcopyto_vlist(void *src, bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, off_t len)
 804 {
 805         off_t seg_len;
 806
 807         while (offset >= vlist->ds_len) {
 808                 offset -= vlist->ds_len;
 809                 vlist++;
 810         }
 811
 812         while (len != 0) {
 813                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 814                 bcopy(src, (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset),
 815                     seg_len);
 816                 offset = 0;
 817                 src = (uint8_t *)src + seg_len;
 818                 len -= seg_len;
 819                 vlist++;
 820         }
 821 }
 822
 823 static void
 824 mdcopyfrom_vlist(bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, void *dst, off_t len)
 825 {
 826         off_t seg_len;
 827
 828         while (offset >= vlist->ds_len) {
 829                 offset -= vlist->ds_len;
 830                 vlist++;
 831         }
 832
 833         while (len != 0) {
 834                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 835                 bcopy((void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset), dst,
 836                     seg_len);
 837                 offset = 0;
 838                 dst = (uint8_t *)dst + seg_len;
 839                 len -= seg_len;
 840                 vlist++;
 841         }
 842 }
 843
 844 static int
 845 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 846 {
 847         uint8_t *p;
 848
 849         p = sc->pl_ptr + bp->bio_offset;
 850         switch (bp->bio_cmd) {
 851         case BIO_READ:
 852                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 853                         mdcopyto_vlist(p, (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 854                             bp->bio_ma_offset, bp->bio_length);
 855                 } else {
 856                         bcopy(p, bp->bio_data, bp->bio_length);
 857                 }
 858                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 859                 break;
 860         case BIO_WRITE:
 861                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 862                         mdcopyfrom_vlist((bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 863                             bp->bio_ma_offset, p, bp->bio_length);
 864                 } else {
 865                         bcopy(bp->bio_data, p, bp->bio_length);
 866                 }
 867                 break;
 868         }
 869         bp->bio_resid = 0;
 870         return (0);
 871 }
 872
 873 static int
 874 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 875 {
 876         int error;
 877         struct uio auio;
 878         struct iovec aiov;
 879         struct iovec *piov;
 880         struct mount *mp;
 881         struct vnode *vp;
 882         struct buf *pb;
 883         bus_dma_segment_t *vlist;
 884         struct thread *td;
 885         off_t iolen, iostart, len, zerosize;
 886         int ma_offs, npages;
 887
 888         switch (bp->bio_cmd) {
 889         case BIO_READ:
 890                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 891                 break;
 892         case BIO_WRITE:
 893         case BIO_DELETE:
 894                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 895                 break;
 896         case BIO_FLUSH:
 897                 break;
 898         default:
 899                 return (EOPNOTSUPP);
 900         }
 901
 902         td = curthread;
 903         vp = sc->vnode;
 904         pb = NULL;
 905         piov = NULL;
 906         ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 907         len = bp->bio_length;
 908
 909         /*
 910          * VNODE I/O
 911          *
 912          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 913          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 914          * still valid.
 915          */
 916
 917         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 918                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 919                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 920                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 921                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 922                 vn_finished_write(mp);
 923                 return (error);
 924         }
 925
 926         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 927         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 928         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 929         auio.uio_td = td;
 930
 931         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 932                 /*
 933                  * Emulate BIO_DELETE by writing zeros.
 934                  */
 935                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 936                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 937                 auio.uio_iovcnt = howmany(bp->bio_length, zerosize);
 938                 piov = malloc(sizeof(*piov) * auio.uio_iovcnt, M_MD, M_WAITOK);
 939                 auio.uio_iov = piov;
 940                 while (len > 0) {
 941                         piov->iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 942                         piov->iov_len = len;
 943                         if (len > zerosize)
 944                                 piov->iov_len = zerosize;
 945                         len -= piov->iov_len;
 946                         piov++;
 947                 }
 948                 piov = auio.uio_iov;
 949         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 950                 piov = malloc(sizeof(*piov) * bp->bio_ma_n, M_MD, M_WAITOK);
 951                 auio.uio_iov = piov;
 952                 vlist = (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data;
 953                 while (len > 0) {
 954                         piov->iov_base = (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr +
 955                             ma_offs);
 956                         piov->iov_len = vlist->ds_len - ma_offs;
 957                         if (piov->iov_len > len)
 958                                 piov->iov_len = len;
 959                         len -= piov->iov_len;
 960                         ma_offs = 0;
 961                         vlist++;
 962                         piov++;
 963                 }
 964                 auio.uio_iovcnt = piov - auio.uio_iov;
 965                 piov = auio.uio_iov;
 966         } else if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 967                 pb = uma_zalloc(md_pbuf_zone, M_WAITOK);
 968                 bp->bio_resid = len;
 969 unmapped_step:
 970                 npages = atop(min(MAXPHYS, round_page(len + (ma_offs &
 971                     PAGE_MASK))));
 972                 iolen = min(ptoa(npages) - (ma_offs & PAGE_MASK), len);
 973                 KASSERT(iolen > 0, ("zero iolen"));
 974                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data,
 975                     &bp->bio_ma[atop(ma_offs)], npages);
 976                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 977                     (ma_offs & PAGE_MASK));
 978                 aiov.iov_len = iolen;
 979                 auio.uio_iov = &aiov;
 980                 auio.uio_iovcnt = 1;
 981                 auio.uio_resid = iolen;
 982         } else {
 983                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 984                 aiov.iov_len = bp->bio_length;
 985                 auio.uio_iov = &aiov;
 986                 auio.uio_iovcnt = 1;
 987         }
 988         iostart = auio.uio_offset;
 989         if (auio.uio_rw == UIO_READ) {
 990                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 991                 error = VOP_READ(vp, &auio, 0, sc->cred);
 992                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 993         } else {
 994                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 995                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 996                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
 997                     sc->cred);
 998                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 999                 vn_finished_write(mp);
1000                 if (error == 0)
1001                         sc->flags &= ~MD_VERIFY;
1002         }
1003
1004         /* When MD_CACHE is set, try to avoid double-caching the data. */
1005         if (error == 0 && (sc->flags & MD_CACHE) == 0)
1006                 VOP_ADVISE(vp, iostart, auio.uio_offset - 1,
1007                     POSIX_FADV_DONTNEED);
1008
1009         if (pb != NULL) {
1010                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, npages);
1011                 if (error == 0) {
1012                         len -= iolen;
1013                         bp->bio_resid -= iolen;
1014                         ma_offs += iolen;
1015                         if (len > 0)
1016                                 goto unmapped_step;
1017                 }
1018                 uma_zfree(md_pbuf_zone, pb);
1019         }
1020
1021         free(piov, M_MD);
1022         if (pb == NULL)
1023                 bp->bio_resid = auio.uio_resid;
1024         return (error);
1025 }
1026
1027 static void
1028 md_swap_page_free(vm_page_t m)
1029 {
1030
1031         vm_page_xunbusy(m);
1032         vm_page_lock(m);
1033         vm_page_free(m);
1034         vm_page_unlock(m);
1035 }
1036
1037 static int
1038 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1039 {
1040         vm_page_t m;
1041         u_char *p;
1042         vm_pindex_t i, lastp;
1043         bus_dma_segment_t *vlist;
1044         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
1045
1046         switch (bp->bio_cmd) {
1047         case BIO_READ:
1048         case BIO_WRITE:
1049         case BIO_DELETE:
1050                 break;
1051         default:
1052                 return (EOPNOTSUPP);
1053         }
1054
1055         p = bp->bio_data;
1056         ma_offs = (bp->bio_flags & (BIO_UNMAPPED|BIO_VLIST)) != 0 ?
1057             bp->bio_ma_offset : 0;
1058         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
1059             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
1060
1061         /*
1062          * offs is the offset at which to start operating on the
1063          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
1064          * which we're going to operate.  lastend is the ending
1065          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
1066          * we're operating on complete aligned pages).
1067          */
1068         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
1069         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
1070         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
1071
1072         rv = VM_PAGER_OK;
1073         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1074         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
1075         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
1076                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
1077                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
1078                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
1079                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1080                                 rv = VM_PAGER_OK;
1081                         else
1082                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1083                                     NULL, NULL);
1084                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1085                                 md_swap_page_free(m);
1086                                 break;
1087                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1088                                 /*
1089                                  * Pager does not have the page.  Zero
1090                                  * the allocated page, and mark it as
1091                                  * valid. Do not set dirty, the page
1092                                  * can be recreated if thrown out.
1093                                  */
1094                                 pmap_zero_page(m);
1095                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1096                         }
1097                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1098                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
1099                                     ma_offs, len);
1100                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1101                                 physcopyout_vlist(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs,
1102                                     vlist, ma_offs, len);
1103                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1104                         } else {
1105                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
1106                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1107                         }
1108                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1109                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1110                                 rv = VM_PAGER_OK;
1111                         else
1112                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1113                                     NULL, NULL);
1114                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1115                                 md_swap_page_free(m);
1116                                 break;
1117                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL)
1118                                 pmap_zero_page(m);
1119
1120                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1121                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
1122                                     offs, len);
1123                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1124                                 physcopyin_vlist(vlist, ma_offs,
1125                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1126                         } else {
1127                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1128                         }
1129
1130                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1131                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1132                                 vm_page_dirty(m);
1133                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1134                         }
1135                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
1136                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1137                                 rv = VM_PAGER_OK;
1138                         else
1139                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1140                                     NULL, NULL);
1141                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1142                                 md_swap_page_free(m);
1143                                 break;
1144                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1145                                 md_swap_page_free(m);
1146                                 m = NULL;
1147                         } else {
1148                                 /* Page is valid. */
1149                                 if (len != PAGE_SIZE) {
1150                                         pmap_zero_page_area(m, offs, len);
1151                                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1152                                                 vm_page_dirty(m);
1153                                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1154                                         }
1155                                 } else {
1156                                         vm_pager_page_unswapped(m);
1157                                         md_swap_page_free(m);
1158                                         m = NULL;
1159                                 }
1160                         }
1161                 }
1162                 if (m != NULL) {
1163                         vm_page_xunbusy(m);
1164                         vm_page_lock(m);
1165                         if (vm_page_active(m))
1166                                 vm_page_reference(m);
1167                         else
1168                                 vm_page_activate(m);
1169                         vm_page_unlock(m);
1170                 }
1171
1172                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
1173                 p += PAGE_SIZE - offs;
1174                 offs = 0;
1175                 ma_offs += len;
1176         }
1177         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
1178         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1179         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
1180 }
1181
1182 static int
1183 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1184 {
1185
1186         switch (bp->bio_cmd) {
1187         case BIO_READ:
1188                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
1189                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
1190                 break;
1191         case BIO_WRITE:
1192                 break;
1193         }
1194         bp->bio_resid = 0;
1195         return (0);
1196 }
1197
1198 static void
1199 md_kthread(void *arg)
1200 {
1201         struct md_s *sc;
1202         struct bio *bp;
1203         int error;
1204
1205         sc = arg;
1206         thread_lock(curthread);
1207         sched_prio(curthread, PRIBIO);
1208         thread_unlock(curthread);
1209         if (sc->type == MD_VNODE)
1210                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
1211
1212         for (;;) {
1213                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1214                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
1215                         sc->flags |= MD_EXITING;
1216                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1217                         kproc_exit(0);
1218                 }
1219                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
1220                 if (!bp) {
1221                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
1222                         continue;
1223                 }
1224                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1225                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
1226                         int isv = ((sc->flags & MD_VERIFY) != 0);
1227
1228                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
1229                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
1230                             sc->fwsectors) ||
1231                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
1232                             sc->fwheads))) ||
1233                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
1234                                 error = -1;
1235                         else if (sc->ident[0] != '\0' &&
1236                             g_handleattr_str(bp, "GEOM::ident", sc->ident))
1237                                 error = -1;
1238                         else if (g_handleattr_int(bp, "MNT::verified", isv))
1239                                 error = -1;
1240                         else
1241                                 error = EOPNOTSUPP;
1242                 } else {
1243                         error = sc->start(sc, bp);
1244                 }
1245
1246                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ || bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1247                         /*
1248                          * Devstat uses (bio_bcount, bio_resid) for
1249                          * determining the length of the completed part of
1250                          * the i/o.  g_io_deliver() will translate from
1251                          * bio_completed to that, but it also destroys the
1252                          * bio so we must do our own translation.
1253                          */
1254                         bp->bio_bcount = bp->bio_length;
1255                         bp->bio_resid = (error == -1 ? bp->bio_bcount : 0);
1256                         devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
1257                 }
1258                 if (error != -1) {
1259                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
1260                         g_io_deliver(bp, error);
1261                 }
1262         }
1263 }
1264
1265 static struct md_s *
1266 mdfind(int unit)
1267 {
1268         struct md_s *sc;
1269
1270         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1271                 if (sc->unit == unit)
1272                         break;
1273         }
1274         return (sc);
1275 }
1276
1277 static struct md_s *
1278 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1279 {
1280         struct md_s *sc;
1281         int error;
1282
1283         *errp = 0;
1284         if (unit == -1)
1285                 unit = alloc_unr(md_uh);
1286         else
1287                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1288
1289         if (unit == -1) {
1290                 *errp = EBUSY;
1291                 return (NULL);
1292         }
1293
1294         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1295         sc->type = type;
1296         bioq_init(&sc->bio_queue);
1297         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1298         mtx_init(&sc->stat_mtx, "md stat", NULL, MTX_DEF);
1299         sc->unit = unit;
1300         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1301         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1302         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1303         if (error == 0)
1304                 return (sc);
1305         LIST_REMOVE(sc, list);
1306         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1307         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1308         free_unr(md_uh, sc->unit);
1309         free(sc, M_MD);
1310         *errp = error;
1311         return (NULL);
1312 }
1313
1314 static void
1315 mdinit(struct md_s *sc)
1316 {
1317         struct g_geom *gp;
1318         struct g_provider *pp;
1319
1320         g_topology_lock();
1321         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1322         gp->softc = sc;
1323         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1324         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1325         pp->mediasize = sc->mediasize;
1326         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1327         switch (sc->type) {
1328         case MD_MALLOC:
1329         case MD_VNODE:
1330         case MD_SWAP:
1331                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1332                 break;
1333         case MD_PRELOAD:
1334         case MD_NULL:
1335                 break;
1336         }
1337         sc->gp = gp;
1338         sc->pp = pp;
1339         g_error_provider(pp, 0);
1340         g_topology_unlock();
1341         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1342             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1343 }
1344
1345 static int
1346 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1347 {
1348         uintptr_t sp;
1349         int error;
1350         off_t u;
1351
1352         error = 0;
1353         if (mdr->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1354                 return (EINVAL);
1355         if (mdr->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdr->md_sectorsize))
1356                 return (EINVAL);
1357         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1358         if (mdr->md_options & MD_RESERVE)
1359                 mdr->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1360         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1361                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1362         if (mdr->md_fwheads != 0)
1363                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1364         sc->flags = mdr->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1365         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1366         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1367             0x1ff, 0);
1368         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1369                 off_t nsectors;
1370
1371                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1372                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1373                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1374                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1375                         if (sp != 0)
1376                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1377                         else
1378                                 error = ENOMEM;
1379                         if (error != 0)
1380                                 break;
1381                 }
1382         }
1383         return (error);
1384 }
1385
1386
1387 static int
1388 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1389 {
1390         char *tmpbuf;
1391         int error = 0;
1392
1393         /*
1394          * Set credits in our softc
1395          */
1396
1397         if (sc->cred)
1398                 crfree(sc->cred);
1399         sc->cred = crhold(cred);
1400
1401         /*
1402          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1403          */
1404
1405         if (sc->vnode) {
1406                 struct uio auio;
1407                 struct iovec aiov;
1408
1409                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1410                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1411
1412                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1413                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1414                 auio.uio_iov = &aiov;
1415                 auio.uio_iovcnt = 1;
1416                 auio.uio_offset = 0;
1417                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1418                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1419                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1420                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1421                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1422                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1423                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1424         }
1425         return (error);
1426 }
1427
1428 static int
1429 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1430 {
1431         struct vattr vattr;
1432         struct nameidata nd;
1433         char *fname;
1434         int error, flags;
1435
1436         fname = mdr->md_file;
1437         if (mdr->md_file_seg == UIO_USERSPACE) {
1438                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1439                 if (error != 0)
1440                         return (error);
1441         } else if (mdr->md_file_seg == UIO_SYSSPACE)
1442                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1443         else
1444                 return (EDOOFUS);
1445
1446         /*
1447          * If the user specified that this is a read only device, don't
1448          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1449          */
1450         flags = FREAD | ((mdr->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE) \
1451             | ((mdr->md_options & MD_VERIFY) ? O_VERIFY : 0);
1452         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1453         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1454         if (error != 0)
1455                 return (error);
1456         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1457         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1458                 error = EINVAL;
1459                 goto bad;
1460         }
1461         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1462         if (error != 0)
1463                 goto bad;
1464         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1465                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1466                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1467                         /* Forced unmount. */
1468                         error = EBADF;
1469                         goto bad;
1470                 }
1471         }
1472         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1473         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1474
1475         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1476                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1477         if (mdr->md_fwheads != 0)
1478                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1479         snprintf(sc->ident, sizeof(sc->ident), "MD-DEV%ju-INO%ju",
1480             (uintmax_t)vattr.va_fsid, (uintmax_t)vattr.va_fileid);
1481         sc->flags = mdr->md_options & (MD_ASYNC | MD_CACHE | MD_FORCE |
1482             MD_VERIFY);
1483         if (!(flags & FWRITE))
1484                 sc->flags |= MD_READONLY;
1485         sc->vnode = nd.ni_vp;
1486
1487         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1488         if (error != 0) {
1489                 sc->vnode = NULL;
1490                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1491                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1492                 goto bad;
1493         }
1494         return (0);
1495 bad:
1496         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1497         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1498         return (error);
1499 }
1500
1501 static void
1502 g_md_providergone(struct g_provider *pp)
1503 {
1504         struct md_s *sc = pp->geom->softc;
1505
1506         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1507         sc->flags |= MD_PROVIDERGONE;
1508         wakeup(&sc->flags);
1509         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1510 }
1511
1512 static int
1513 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1514 {
1515
1516         if (sc->gp) {
1517                 g_topology_lock();
1518                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1519                 g_topology_unlock();
1520
1521                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1522                 while (!(sc->flags & MD_PROVIDERGONE))
1523                         msleep(&sc->flags, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", 0);
1524                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1525         }
1526         if (sc->devstat) {
1527                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1528                 sc->devstat = NULL;
1529         }
1530         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1531         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1532         wakeup(sc);
1533         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1534                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1535         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1536         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1537         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1538         if (sc->vnode != NULL) {
1539                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1540                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1541                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1542                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1543                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1544         }
1545         if (sc->cred != NULL)
1546                 crfree(sc->cred);
1547         if (sc->object != NULL)
1548                 vm_object_deallocate(sc->object);
1549         if (sc->indir)
1550                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1551         if (sc->uma)
1552                 uma_zdestroy(sc->uma);
1553
1554         LIST_REMOVE(sc, list);
1555         free_unr(md_uh, sc->unit);
1556         free(sc, M_MD);
1557         return (0);
1558 }
1559
1560 static int
1561 mdresize(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1562 {
1563         int error, res;
1564         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1565
1566         switch (sc->type) {
1567         case MD_VNODE:
1568         case MD_NULL:
1569                 break;
1570         case MD_SWAP:
1571                 if (mdr->md_mediasize <= 0 ||
1572                     (mdr->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1573                         return (EDOM);
1574                 oldpages = OFF_TO_IDX(round_page(sc->mediasize));
1575                 newpages = OFF_TO_IDX(round_page(mdr->md_mediasize));
1576                 if (newpages < oldpages) {
1577                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1578                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1579                         swap_pager_freespace(sc->object, newpages,
1580                             oldpages - newpages);
1581                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1582                             newpages), sc->cred);
1583                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1584                         sc->object->size = newpages;
1585                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1586                 } else if (newpages > oldpages) {
1587                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1588                             oldpages), sc->cred);
1589                         if (!res)
1590                                 return (ENOMEM);
1591                         if ((mdr->md_options & MD_RESERVE) ||
1592                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1593                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1594                                     oldpages, newpages - oldpages);
1595                                 if (error < 0) {
1596                                         swap_release_by_cred(
1597                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1598                                             sc->cred);
1599                                         return (EDOM);
1600                                 }
1601                         }
1602                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1603                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1604                         sc->object->size = newpages;
1605                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1606                 }
1607                 break;
1608         default:
1609                 return (EOPNOTSUPP);
1610         }
1611
1612         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1613         g_topology_lock();
1614         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1615         g_topology_unlock();
1616         return (0);
1617 }
1618
1619 static int
1620 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1621 {
1622         vm_ooffset_t npage;
1623         int error;
1624
1625         /*
1626          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1627          * multiple of page size.
1628          */
1629         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1630                 return (EDOM);
1631
1632         /*
1633          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1634          *
1635          * Note the truncation.
1636          */
1637
1638         if ((mdr->md_options & MD_VERIFY) != 0)
1639                 return (EINVAL);
1640         npage = mdr->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1641         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1642                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1643         if (mdr->md_fwheads != 0)
1644                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1645         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1646             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1647         if (sc->object == NULL)
1648                 return (ENOMEM);
1649         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1650         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1651                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1652                         error = EDOM;
1653                         goto finish;
1654                 }
1655         }
1656         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1657  finish:
1658         if (error != 0) {
1659                 vm_object_deallocate(sc->object);
1660                 sc->object = NULL;
1661         }
1662         return (error);
1663 }
1664
1665 static int
1666 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1667 {
1668
1669         /*
1670          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1671          * multiple of page size.
1672          */
1673         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1674                 return (EDOM);
1675
1676         return (0);
1677 }
1678
1679 static int
1680 kern_mdattach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1681 {
1682         struct md_s *sc;
1683         unsigned sectsize;
1684         int error, i;
1685
1686         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1687
1688         switch (mdr->md_type) {
1689         case MD_MALLOC:
1690         case MD_PRELOAD:
1691         case MD_VNODE:
1692         case MD_SWAP:
1693         case MD_NULL:
1694                 break;
1695         default:
1696                 return (EINVAL);
1697         }
1698         if (mdr->md_sectorsize == 0)
1699                 sectsize = DEV_BSIZE;
1700         else
1701                 sectsize = mdr->md_sectorsize;
1702         if (sectsize > MAXPHYS || mdr->md_mediasize < sectsize)
1703                 return (EINVAL);
1704         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1705                 sc = mdnew(-1, &error, mdr->md_type);
1706         else {
1707                 if (mdr->md_unit > INT_MAX)
1708                         return (EINVAL);
1709                 sc = mdnew(mdr->md_unit, &error, mdr->md_type);
1710         }
1711         if (sc == NULL)
1712                 return (error);
1713         if (mdr->md_label != NULL)
1714                 error = copyinstr(mdr->md_label, sc->label,
1715                     sizeof(sc->label), NULL);
1716         if (error != 0)
1717                 goto err_after_new;
1718         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1719                 mdr->md_unit = sc->unit;
1720         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1721         sc->sectorsize = sectsize;
1722         error = EDOOFUS;
1723         switch (sc->type) {
1724         case MD_MALLOC:
1725                 sc->start = mdstart_malloc;
1726                 error = mdcreate_malloc(sc, mdr);
1727                 break;
1728         case MD_PRELOAD:
1729                 /*
1730                  * We disallow attaching preloaded memory disks via
1731                  * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1732                  * attached in g_md_init().
1733                  */
1734                 error = EOPNOTSUPP;
1735                 break;
1736         case MD_VNODE:
1737                 sc->start = mdstart_vnode;
1738                 error = mdcreate_vnode(sc, mdr, td);
1739                 break;
1740         case MD_SWAP:
1741                 sc->start = mdstart_swap;
1742                 error = mdcreate_swap(sc, mdr, td);
1743                 break;
1744         case MD_NULL:
1745                 sc->start = mdstart_null;
1746                 error = mdcreate_null(sc, mdr, td);
1747                 break;
1748         }
1749 err_after_new:
1750         if (error != 0) {
1751                 mddestroy(sc, td);
1752                 return (error);
1753         }
1754
1755         /* Prune off any residual fractional sector */
1756         i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1757         sc->mediasize -= i;
1758
1759         mdinit(sc);
1760         return (0);
1761 }
1762
1763 static int
1764 kern_mdattach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1765 {
1766         int error;
1767
1768         sx_xlock(&md_sx);
1769         error = kern_mdattach_locked(td, mdr);
1770         sx_xunlock(&md_sx);
1771         return (error);
1772 }
1773
1774 static int
1775 kern_mddetach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1776 {
1777         struct md_s *sc;
1778
1779         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1780
1781         if (mdr->md_mediasize != 0 ||
1782             (mdr->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1783                 return (EINVAL);
1784
1785         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1786         if (sc == NULL)
1787                 return (ENOENT);
1788         if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1789             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1790                 return (EBUSY);
1791         return (mddestroy(sc, td));
1792 }
1793
1794 static int
1795 kern_mddetach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1796 {
1797         int error;
1798
1799         sx_xlock(&md_sx);
1800         error = kern_mddetach_locked(td, mdr);
1801         sx_xunlock(&md_sx);
1802         return (error);
1803 }
1804
1805 static int
1806 kern_mdresize_locked(struct md_req *mdr)
1807 {
1808         struct md_s *sc;
1809
1810         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1811
1812         if ((mdr->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1813                 return (EINVAL);
1814
1815         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1816         if (sc == NULL)
1817                 return (ENOENT);
1818         if (mdr->md_mediasize < sc->sectorsize)
1819                 return (EINVAL);
1820         if (mdr->md_mediasize < sc->mediasize &&
1821             !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1822             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1823                 return (EBUSY);
1824         return (mdresize(sc, mdr));
1825 }
1826
1827 static int
1828 kern_mdresize(struct md_req *mdr)
1829 {
1830         int error;
1831
1832         sx_xlock(&md_sx);
1833         error = kern_mdresize_locked(mdr);
1834         sx_xunlock(&md_sx);
1835         return (error);
1836 }
1837
1838 static int
1839 kern_mdquery_locked(struct md_req *mdr)
1840 {
1841         struct md_s *sc;
1842         int error;
1843
1844         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1845
1846         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1847         if (sc == NULL)
1848                 return (ENOENT);
1849         mdr->md_type = sc->type;
1850         mdr->md_options = sc->flags;
1851         mdr->md_mediasize = sc->mediasize;
1852         mdr->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1853         error = 0;
1854         if (mdr->md_label != NULL) {
1855                 error = copyout(sc->label, mdr->md_label,
1856                     strlen(sc->label) + 1);
1857                 if (error != 0)
1858                         return (error);
1859         }
1860         if (sc->type == MD_VNODE ||
1861             (sc->type == MD_PRELOAD && mdr->md_file != NULL))
1862                 error = copyout(sc->file, mdr->md_file,
1863                     strlen(sc->file) + 1);
1864         return (error);
1865 }
1866
1867 static int
1868 kern_mdquery(struct md_req *mdr)
1869 {
1870         int error;
1871
1872         sx_xlock(&md_sx);
1873         error = kern_mdquery_locked(mdr);
1874         sx_xunlock(&md_sx);
1875         return (error);
1876 }
1877
1878 /* Copy members that are not userspace pointers. */
1879 #define MD_IOCTL2REQ(mdio, mdr) do {                                    \
1880         (mdr)->md_unit = (mdio)->md_unit;                               \
1881         (mdr)->md_type = (mdio)->md_type;                               \
1882         (mdr)->md_mediasize = (mdio)->md_mediasize;                     \
1883         (mdr)->md_sectorsize = (mdio)->md_sectorsize;                   \
1884         (mdr)->md_options = (mdio)->md_options;                         \
1885         (mdr)->md_fwheads = (mdio)->md_fwheads;                         \
1886         (mdr)->md_fwsectors = (mdio)->md_fwsectors;                     \
1887         (mdr)->md_units = &(mdio)->md_pad[0];                           \
1888         (mdr)->md_units_nitems = nitems((mdio)->md_pad);                \
1889 } while(0)
1890
1891 /* Copy members that might have been updated */
1892 #define MD_REQ2IOCTL(mdr, mdio) do {                                    \
1893         (mdio)->md_unit = (mdr)->md_unit;                               \
1894         (mdio)->md_type = (mdr)->md_type;                               \
1895         (mdio)->md_mediasize = (mdr)->md_mediasize;                     \
1896         (mdio)->md_sectorsize = (mdr)->md_sectorsize;                   \
1897         (mdio)->md_options = (mdr)->md_options;                         \
1898         (mdio)->md_fwheads = (mdr)->md_fwheads;                         \
1899         (mdio)->md_fwsectors = (mdr)->md_fwsectors;                     \
1900 } while(0)
1901
1902 static int
1903 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags,
1904     struct thread *td)
1905 {
1906         struct md_req mdr;
1907         int error;
1908
1909         if (md_debug)
1910                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1911                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1912
1913         bzero(&mdr, sizeof(mdr));
1914         switch (cmd) {
1915         case MDIOCATTACH:
1916         case MDIOCDETACH:
1917         case MDIOCRESIZE:
1918         case MDIOCQUERY: {
1919                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1920                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1921                         return (EINVAL);
1922                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1923                 mdr.md_file = mdio->md_file;
1924                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1925                 /* If the file is adjacent to the md_ioctl it's in kernel. */
1926                 if ((void *)mdio->md_file == (void *)(mdio + 1))
1927                         mdr.md_file_seg = UIO_SYSSPACE;
1928                 mdr.md_label = mdio->md_label;
1929                 break;
1930         }
1931 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1932         case MDIOCATTACH_32:
1933         case MDIOCDETACH_32:
1934         case MDIOCRESIZE_32:
1935         case MDIOCQUERY_32: {
1936                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1937                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1938                         return (EINVAL);
1939                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1940                 mdr.md_file = (void *)(uintptr_t)mdio->md_file;
1941                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1942                 mdr.md_label = (void *)(uintptr_t)mdio->md_label;
1943                 break;
1944         }
1945 #endif
1946         default:
1947                 /* Fall through to handler switch. */
1948                 break;
1949         }
1950
1951         error = 0;
1952         switch (cmd) {
1953         case MDIOCATTACH:
1954 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1955         case MDIOCATTACH_32:
1956 #endif
1957                 error = kern_mdattach(td, &mdr);
1958                 break;
1959         case MDIOCDETACH:
1960 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1961         case MDIOCDETACH_32:
1962 #endif
1963                 error = kern_mddetach(td, &mdr);
1964                 break;
1965         case MDIOCRESIZE:
1966 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1967         case MDIOCRESIZE_32:
1968 #endif
1969                 error = kern_mdresize(&mdr);
1970                 break;
1971         case MDIOCQUERY:
1972 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1973         case MDIOCQUERY_32:
1974 #endif
1975                 error = kern_mdquery(&mdr);
1976                 break;
1977         default:
1978                 error = ENOIOCTL;
1979         }
1980
1981         switch (cmd) {
1982         case MDIOCATTACH:
1983         case MDIOCQUERY: {
1984                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1985                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
1986                 break;
1987         }
1988 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1989         case MDIOCATTACH_32:
1990         case MDIOCQUERY_32: {
1991                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1992                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
1993                 break;
1994         }
1995 #endif
1996         default:
1997                 /* Other commands to not alter mdr. */
1998                 break;
1999         }
2000
2001         return (error);
2002 }
2003
2004 static void
2005 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
2006 {
2007         struct md_s *sc;
2008         int error;
2009
2010         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
2011         if (sc == NULL)
2012                 return;
2013         sc->mediasize = length;
2014         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
2015         sc->pl_ptr = image;
2016         sc->pl_len = length;
2017         sc->start = mdstart_preload;
2018         if (name != NULL)
2019                 strlcpy(sc->file, name, sizeof(sc->file));
2020 #ifdef MD_ROOT
2021         if (sc->unit == 0) {
2022 #ifndef ROOTDEVNAME
2023                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
2024 #endif
2025 #ifdef MD_ROOT_READONLY
2026                 sc->flags |= MD_READONLY;
2027 #endif
2028         }
2029 #endif
2030         mdinit(sc);
2031         if (name != NULL) {
2032                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
2033                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
2034         } else {
2035                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
2036                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
2037         }
2038 }
2039
2040 static void
2041 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
2042 {
2043         caddr_t mod;
2044         u_char *ptr, *name, *type;
2045         unsigned len;
2046         int i;
2047
2048         /* figure out log2(NINDIR) */
2049         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
2050                 i >>= 1;
2051
2052         mod = NULL;
2053         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
2054         g_topology_unlock();
2055         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
2056 #ifdef MD_ROOT
2057         if (mfs_root_size != 0) {
2058                 sx_xlock(&md_sx);
2059 #ifdef MD_ROOT_MEM
2060                 md_preloaded(mfs_root, mfs_root_size, NULL);
2061 #else
2062                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
2063                     NULL);
2064 #endif
2065                 sx_xunlock(&md_sx);
2066         }
2067 #endif
2068         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
2069         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
2070                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
2071                 if (name == NULL)
2072                         continue;
2073                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
2074                 if (type == NULL)
2075                         continue;
2076                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
2077                         continue;
2078                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
2079                 len = preload_fetch_size(mod);
2080                 if (ptr != NULL && len != 0) {
2081                         sx_xlock(&md_sx);
2082                         md_preloaded(ptr, len, name);
2083                         sx_xunlock(&md_sx);
2084                 }
2085         }
2086         md_pbuf_zone = pbuf_zsecond_create("mdpbuf", nswbuf / 10);
2087         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
2088             0600, MDCTL_NAME);
2089         g_topology_lock();
2090 }
2091
2092 static void
2093 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
2094     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
2095 {
2096         struct md_s *mp;
2097         char *type;
2098
2099         mp = gp->softc;
2100         if (mp == NULL)
2101                 return;
2102
2103         switch (mp->type) {
2104         case MD_MALLOC:
2105                 type = "malloc";
2106                 break;
2107         case MD_PRELOAD:
2108                 type = "preload";
2109                 break;
2110         case MD_VNODE:
2111                 type = "vnode";
2112                 break;
2113         case MD_SWAP:
2114                 type = "swap";
2115                 break;
2116         case MD_NULL:
2117                 type = "null";
2118                 break;
2119         default:
2120                 type = "unknown";
2121                 break;
2122         }
2123
2124         if (pp != NULL) {
2125                 if (indent == NULL) {
2126                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
2127                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
2128                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
2129                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
2130                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
2131                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
2132                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2133                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0'))
2134                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
2135                         sbuf_printf(sb, " label %s", mp->label);
2136                 } else {
2137                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
2138                             mp->unit);
2139                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
2140                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
2141                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
2142                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
2143                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
2144                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
2145                         if (mp->ident[0] != '\0') {
2146                                 sbuf_printf(sb, "%s<ident>", indent);
2147                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->ident);
2148                                 sbuf_printf(sb, "</ident>\n");
2149                         }
2150                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
2151                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
2152                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
2153                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
2154                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
2155                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
2156                             "read-only");
2157                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
2158                             type);
2159                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2160                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0')) {
2161                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
2162                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
2163                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
2164                         }
2165                         if (mp->type == MD_VNODE)
2166                                 sbuf_printf(sb, "%s<cache>%s</cache>\n", indent,
2167                                     (mp->flags & MD_CACHE) == 0 ? "off": "on");
2168                         sbuf_printf(sb, "%s<label>", indent);
2169                         g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->label);
2170                         sbuf_printf(sb, "</label>\n");
2171                 }
2172         }
2173 }
2174
2175 static void
2176 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
2177 {
2178
2179         sx_destroy(&md_sx);
2180         if (status_dev != NULL)
2181                 destroy_dev(status_dev);
2182         uma_zdestroy(md_pbuf_zone);
2183         delete_unrhdr(md_uh);
2184 }