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 MDIOCLIST_32    _IOC_NEWTYPE(MDIOCLIST, struct md_ioctl32)
 155 #define MDIOCRESIZE_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCRESIZE, struct md_ioctl32)
 156 #endif /* COMPAT_FREEBSD32 */
 157
 158 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
 159 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
 160
 161 static int md_debug;
 162 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0,
 163     "Enable md(4) debug messages");
 164 static int md_malloc_wait;
 165 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, md_malloc_wait, CTLFLAG_RW, &md_malloc_wait, 0,
 166     "Allow malloc to wait for memory allocations");
 167
 168 #if defined(MD_ROOT) && !defined(MD_ROOT_FSTYPE)
 169 #define MD_ROOT_FSTYPE  "ufs"
 170 #endif
 171
 172 #if defined(MD_ROOT)
 173 /*
 174  * Preloaded image gets put here.
 175  */
 176 #if defined(MD_ROOT_SIZE)
 177 /*
 178  * We put the mfs_root symbol into the oldmfs section of the kernel object file.
 179  * Applications that patch the object with the image can determine
 180  * the size looking at the oldmfs section size within the kernel.
 181  */
 182 u_char mfs_root[MD_ROOT_SIZE*1024] __attribute__ ((section ("oldmfs")));
 183 const int mfs_root_size = sizeof(mfs_root);
 184 #elif defined(MD_ROOT_MEM)
 185 /* MD region already mapped in the memory */
 186 u_char *mfs_root;
 187 int mfs_root_size;
 188 #else
 189 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root;
 190 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root_end;
 191 __GLOBL(mfs_root);
 192 __GLOBL(mfs_root_end);
 193 #define mfs_root_size ((uintptr_t)(&mfs_root_end - &mfs_root))
 194 #endif
 195 #endif
 196
 197 static g_init_t g_md_init;
 198 static g_fini_t g_md_fini;
 199 static g_start_t g_md_start;
 200 static g_access_t g_md_access;
 201 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent,
 202     struct g_geom *gp, struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
 203 static g_provgone_t g_md_providergone;
 204
 205 static struct cdev *status_dev = NULL;
 206 static struct sx md_sx;
 207 static struct unrhdr *md_uh;
 208
 209 static d_ioctl_t mdctlioctl;
 210
 211 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
 212         .d_version =    D_VERSION,
 213         .d_ioctl =      mdctlioctl,
 214         .d_name =       MD_NAME,
 215 };
 216
 217 struct g_class g_md_class = {
 218         .name = "MD",
 219         .version = G_VERSION,
 220         .init = g_md_init,
 221         .fini = g_md_fini,
 222         .start = g_md_start,
 223         .access = g_md_access,
 224         .dumpconf = g_md_dumpconf,
 225         .providergone = g_md_providergone,
 226 };
 227
 228 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
 229
 230
 231 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 232
 233 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 234 #define NMASK   (NINDIR-1)
 235 static int nshift;
 236
 237 static uma_zone_t md_pbuf_zone;
 238
 239 struct indir {
 240         uintptr_t       *array;
 241         u_int           total;
 242         u_int           used;
 243         u_int           shift;
 244 };
 245
 246 struct md_s {
 247         int unit;
 248         LIST_ENTRY(md_s) list;
 249         struct bio_queue_head bio_queue;
 250         struct mtx queue_mtx;
 251         struct mtx stat_mtx;
 252         struct cdev *dev;
 253         enum md_types type;
 254         off_t mediasize;
 255         unsigned sectorsize;
 256         unsigned opencount;
 257         unsigned fwheads;
 258         unsigned fwsectors;
 259         char ident[32];
 260         unsigned flags;
 261         char name[20];
 262         struct proc *procp;
 263         struct g_geom *gp;
 264         struct g_provider *pp;
 265         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
 266         struct devstat *devstat;
 267
 268         /* MD_MALLOC related fields */
 269         struct indir *indir;
 270         uma_zone_t uma;
 271
 272         /* MD_PRELOAD related fields */
 273         u_char *pl_ptr;
 274         size_t pl_len;
 275
 276         /* MD_VNODE related fields */
 277         struct vnode *vnode;
 278         char file[PATH_MAX];
 279         char label[PATH_MAX];
 280         struct ucred *cred;
 281
 282         /* MD_SWAP related fields */
 283         vm_object_t object;
 284 };
 285
 286 static struct indir *
 287 new_indir(u_int shift)
 288 {
 289         struct indir *ip;
 290
 291         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
 292             | M_ZERO);
 293         if (ip == NULL)
 294                 return (NULL);
 295         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 296             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 297         if (ip->array == NULL) {
 298                 free(ip, M_MD);
 299                 return (NULL);
 300         }
 301         ip->total = NINDIR;
 302         ip->shift = shift;
 303         return (ip);
 304 }
 305
 306 static void
 307 del_indir(struct indir *ip)
 308 {
 309
 310         free(ip->array, M_MDSECT);
 311         free(ip, M_MD);
 312 }
 313
 314 static void
 315 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
 316 {
 317         int i;
 318
 319         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
 320                 if (!ip->array[i])
 321                         continue;
 322                 if (ip->shift)
 323                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
 324                 else if (ip->array[i] > 255)
 325                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
 326         }
 327         del_indir(ip);
 328 }
 329
 330 /*
 331  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
 332  * for a device of "size" sectors.
 333  */
 334
 335 static struct indir *
 336 dimension(off_t size)
 337 {
 338         off_t rcnt;
 339         struct indir *ip;
 340         int layer;
 341
 342         rcnt = size;
 343         layer = 0;
 344         while (rcnt > NINDIR) {
 345                 rcnt /= NINDIR;
 346                 layer++;
 347         }
 348
 349         /*
 350          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
 351          * too much space for ip->array in here.
 352          */
 353         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 354         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 355             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
 356         ip->total = NINDIR;
 357         ip->shift = layer * nshift;
 358         return (ip);
 359 }
 360
 361 /*
 362  * Read a given sector
 363  */
 364
 365 static uintptr_t
 366 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
 367 {
 368         struct indir *cip;
 369         int idx;
 370         uintptr_t up;
 371
 372         if (md_debug > 1)
 373                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
 374         up = 0;
 375         for (cip = ip; cip != NULL;) {
 376                 if (cip->shift) {
 377                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 378                         up = cip->array[idx];
 379                         cip = (struct indir *)up;
 380                         continue;
 381                 }
 382                 idx = offset & NMASK;
 383                 return (cip->array[idx]);
 384         }
 385         return (0);
 386 }
 387
 388 /*
 389  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
 390  */
 391
 392 static int
 393 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
 394 {
 395         struct indir *cip, *lip[10];
 396         int idx, li;
 397         uintptr_t up;
 398
 399         if (md_debug > 1)
 400                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
 401         up = 0;
 402         li = 0;
 403         cip = ip;
 404         for (;;) {
 405                 lip[li++] = cip;
 406                 if (cip->shift) {
 407                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 408                         up = cip->array[idx];
 409                         if (up != 0) {
 410                                 cip = (struct indir *)up;
 411                                 continue;
 412                         }
 413                         /* Allocate branch */
 414                         cip->array[idx] =
 415                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
 416                         if (cip->array[idx] == 0)
 417                                 return (ENOSPC);
 418                         cip->used++;
 419                         up = cip->array[idx];
 420                         cip = (struct indir *)up;
 421                         continue;
 422                 }
 423                 /* leafnode */
 424                 idx = offset & NMASK;
 425                 up = cip->array[idx];
 426                 if (up != 0)
 427                         cip->used--;
 428                 cip->array[idx] = ptr;
 429                 if (ptr != 0)
 430                         cip->used++;
 431                 break;
 432         }
 433         if (cip->used != 0 || li == 1)
 434                 return (0);
 435         li--;
 436         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
 437                 li--;
 438                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
 439                 up = lip[li]->array[idx];
 440                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
 441                 del_indir(cip);
 442                 lip[li]->array[idx] = 0;
 443                 lip[li]->used--;
 444                 cip = lip[li];
 445         }
 446         return (0);
 447 }
 448
 449
 450 static int
 451 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 452 {
 453         struct md_s *sc;
 454
 455         sc = pp->geom->softc;
 456         if (sc == NULL) {
 457                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 458                         return (0);
 459                 return (ENXIO);
 460         }
 461         r += pp->acr;
 462         w += pp->acw;
 463         e += pp->ace;
 464         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 465                 return (EROFS);
 466         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 467                 sc->opencount = 1;
 468         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 469                 sc->opencount = 0;
 470         }
 471         return (0);
 472 }
 473
 474 static void
 475 g_md_start(struct bio *bp)
 476 {
 477         struct md_s *sc;
 478
 479         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 480         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
 481                 mtx_lock(&sc->stat_mtx);
 482                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 483                 mtx_unlock(&sc->stat_mtx);
 484         }
 485         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 486         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 487         wakeup(sc);
 488         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 489 }
 490
 491 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 492 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 493 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 494 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 495 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 496
 497 static int
 498 md_malloc_move_ma(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 499     void *ptr, u_char fill, int op)
 500 {
 501         struct sf_buf *sf;
 502         vm_page_t m, *mp1;
 503         char *p, first;
 504         off_t *uc;
 505         unsigned n;
 506         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 507
 508         m = NULL;
 509         error = 0;
 510         sf = NULL;
 511         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 512                 first = 0;
 513                 first_read = 0;
 514                 uc = ptr;
 515                 mp1 = *mp;
 516                 ma_offs1 = *ma_offs;
 517         /* } */
 518         sched_pin();
 519         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 520                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 521                 if (m != **mp) {
 522                         if (sf != NULL)
 523                                 sf_buf_free(sf);
 524                         m = **mp;
 525                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 526                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 527                         if (sf == NULL) {
 528                                 error = ENOMEM;
 529                                 break;
 530                         }
 531                 }
 532                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 533                 switch (op) {
 534                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 535                         bzero(p, sz);
 536                         break;
 537                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 538                         memset(p, fill, sz);
 539                         break;
 540                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 541                         bcopy(ptr, p, sz);
 542                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 543                         break;
 544                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 545                         bcopy(p, ptr, sz);
 546                         break;
 547                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 548                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 549                                 if (!first_read) {
 550                                         *uc = (u_char)*p;
 551                                         first = *p;
 552                                         first_read = 1;
 553                                 } else if (*p != first) {
 554                                         error = EDOOFUS;
 555                                         break;
 556                                 }
 557                         }
 558                         break;
 559                 default:
 560                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_ma unknown op %d\n", op));
 561                         break;
 562                 }
 563                 if (error != 0)
 564                         break;
 565                 *ma_offs += sz;
 566                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 567                 if (*ma_offs == 0)
 568                         (*mp)++;
 569                 ptr = (char *)ptr + sz;
 570         }
 571
 572         if (sf != NULL)
 573                 sf_buf_free(sf);
 574         sched_unpin();
 575         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 576                 *mp = mp1;
 577                 *ma_offs = ma_offs1;
 578         }
 579         return (error);
 580 }
 581
 582 static int
 583 md_malloc_move_vlist(bus_dma_segment_t **pvlist, int *pma_offs,
 584     unsigned len, void *ptr, u_char fill, int op)
 585 {
 586         bus_dma_segment_t *vlist;
 587         uint8_t *p, *end, first;
 588         off_t *uc;
 589         int ma_offs, seg_len;
 590
 591         vlist = *pvlist;
 592         ma_offs = *pma_offs;
 593         uc = ptr;
 594
 595         for (; len != 0; len -= seg_len) {
 596                 seg_len = imin(vlist->ds_len - ma_offs, len);
 597                 p = (uint8_t *)(uintptr_t)vlist->ds_addr + ma_offs;
 598                 switch (op) {
 599                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 600                         bzero(p, seg_len);
 601                         break;
 602                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 603                         memset(p, fill, seg_len);
 604                         break;
 605                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 606                         bcopy(ptr, p, seg_len);
 607                         cpu_flush_dcache(p, seg_len);
 608                         break;
 609                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 610                         bcopy(p, ptr, seg_len);
 611                         break;
 612                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 613                         end = p + seg_len;
 614                         first = *uc = *p;
 615                         /* Confirm all following bytes match the first */
 616                         while (++p < end) {
 617                                 if (*p != first)
 618                                         return (EDOOFUS);
 619                         }
 620                         break;
 621                 default:
 622                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_vlist unknown op %d\n", op));
 623                         break;
 624                 }
 625
 626                 ma_offs += seg_len;
 627                 if (ma_offs == vlist->ds_len) {
 628                         ma_offs = 0;
 629                         vlist++;
 630                 }
 631                 ptr = (uint8_t *)ptr + seg_len;
 632         }
 633         *pvlist = vlist;
 634         *pma_offs = ma_offs;
 635
 636         return (0);
 637 }
 638
 639 static int
 640 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 641 {
 642         u_char *dst;
 643         vm_page_t *m;
 644         bus_dma_segment_t *vlist;
 645         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 646         off_t secno, nsec, uc;
 647         uintptr_t sp, osp;
 648
 649         switch (bp->bio_cmd) {
 650         case BIO_READ:
 651         case BIO_WRITE:
 652         case BIO_DELETE:
 653                 break;
 654         default:
 655                 return (EOPNOTSUPP);
 656         }
 657
 658         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 659         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
 660             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
 661         if (notmapped) {
 662                 m = bp->bio_ma;
 663                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 664                 dst = NULL;
 665                 KASSERT(vlist == NULL, ("vlists cannot be unmapped"));
 666         } else if (vlist != NULL) {
 667                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 668                 dst = NULL;
 669         } else {
 670                 dst = bp->bio_data;
 671         }
 672
 673         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 674         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 675         error = 0;
 676         while (nsec--) {
 677                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 678                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 679                         if (osp != 0)
 680                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 681                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 682                         if (osp == 0) {
 683                                 if (notmapped) {
 684                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 685                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 686                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 687                                 } else if (vlist != NULL) {
 688                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 689                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, 0,
 690                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 691                                 } else
 692                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 693                         } else if (osp <= 255) {
 694                                 if (notmapped) {
 695                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 696                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 697                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 698                                 } else if (vlist != NULL) {
 699                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 700                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, osp,
 701                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 702                                 } else
 703                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 704                         } else {
 705                                 if (notmapped) {
 706                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 707                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 708                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 709                                 } else if (vlist != NULL) {
 710                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 711                                             &ma_offs, sc->sectorsize,
 712                                             (void *)osp, 0,
 713                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 714                                 } else {
 715                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 716                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 717                                 }
 718                         }
 719                         osp = 0;
 720                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 721                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 722                                 if (notmapped) {
 723                                         error1 = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 724                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 725                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 726                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 727                                 } else if (vlist != NULL) {
 728                                         error1 = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 729                                             &ma_offs, sc->sectorsize, &uc, 0,
 730                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 731                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 732                                 } else {
 733                                         uc = dst[0];
 734                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 735                                                 if (dst[i] != uc)
 736                                                         break;
 737                                         }
 738                                 }
 739                         } else {
 740                                 i = 0;
 741                                 uc = 0;
 742                         }
 743                         if (i == sc->sectorsize) {
 744                                 if (osp != uc)
 745                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 746                         } else {
 747                                 if (osp <= 255) {
 748                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 749                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 750                                             M_NOWAIT);
 751                                         if (sp == 0) {
 752                                                 error = ENOSPC;
 753                                                 break;
 754                                         }
 755                                         if (notmapped) {
 756                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 757                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 758                                                     (void *)sp, 0,
 759                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 760                                         } else if (vlist != NULL) {
 761                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 762                                                     &vlist, &ma_offs,
 763                                                     sc->sectorsize, (void *)sp,
 764                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 765                                         } else {
 766                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 767                                                     sc->sectorsize);
 768                                         }
 769                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 770                                 } else {
 771                                         if (notmapped) {
 772                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 773                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 774                                                     (void *)osp, 0,
 775                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 776                                         } else if (vlist != NULL) {
 777                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 778                                                     &vlist, &ma_offs,
 779                                                     sc->sectorsize, (void *)osp,
 780                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 781                                         } else {
 782                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 783                                                     sc->sectorsize);
 784                                         }
 785                                         osp = 0;
 786                                 }
 787                         }
 788                 } else {
 789                         error = EOPNOTSUPP;
 790                 }
 791                 if (osp > 255)
 792                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 793                 if (error != 0)
 794                         break;
 795                 secno++;
 796                 if (!notmapped && vlist == NULL)
 797                         dst += sc->sectorsize;
 798         }
 799         bp->bio_resid = 0;
 800         return (error);
 801 }
 802
 803 static void
 804 mdcopyto_vlist(void *src, bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, off_t len)
 805 {
 806         off_t seg_len;
 807
 808         while (offset >= vlist->ds_len) {
 809                 offset -= vlist->ds_len;
 810                 vlist++;
 811         }
 812
 813         while (len != 0) {
 814                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 815                 bcopy(src, (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset),
 816                     seg_len);
 817                 offset = 0;
 818                 src = (uint8_t *)src + seg_len;
 819                 len -= seg_len;
 820                 vlist++;
 821         }
 822 }
 823
 824 static void
 825 mdcopyfrom_vlist(bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, void *dst, off_t len)
 826 {
 827         off_t seg_len;
 828
 829         while (offset >= vlist->ds_len) {
 830                 offset -= vlist->ds_len;
 831                 vlist++;
 832         }
 833
 834         while (len != 0) {
 835                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 836                 bcopy((void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset), dst,
 837                     seg_len);
 838                 offset = 0;
 839                 dst = (uint8_t *)dst + seg_len;
 840                 len -= seg_len;
 841                 vlist++;
 842         }
 843 }
 844
 845 static int
 846 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 847 {
 848         uint8_t *p;
 849
 850         p = sc->pl_ptr + bp->bio_offset;
 851         switch (bp->bio_cmd) {
 852         case BIO_READ:
 853                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 854                         mdcopyto_vlist(p, (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 855                             bp->bio_ma_offset, bp->bio_length);
 856                 } else {
 857                         bcopy(p, bp->bio_data, bp->bio_length);
 858                 }
 859                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 860                 break;
 861         case BIO_WRITE:
 862                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 863                         mdcopyfrom_vlist((bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 864                             bp->bio_ma_offset, p, bp->bio_length);
 865                 } else {
 866                         bcopy(bp->bio_data, p, bp->bio_length);
 867                 }
 868                 break;
 869         }
 870         bp->bio_resid = 0;
 871         return (0);
 872 }
 873
 874 static int
 875 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 876 {
 877         int error;
 878         struct uio auio;
 879         struct iovec aiov;
 880         struct iovec *piov;
 881         struct mount *mp;
 882         struct vnode *vp;
 883         struct buf *pb;
 884         bus_dma_segment_t *vlist;
 885         struct thread *td;
 886         off_t iolen, iostart, len, zerosize;
 887         int ma_offs, npages;
 888
 889         switch (bp->bio_cmd) {
 890         case BIO_READ:
 891                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 892                 break;
 893         case BIO_WRITE:
 894         case BIO_DELETE:
 895                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 896                 break;
 897         case BIO_FLUSH:
 898                 break;
 899         default:
 900                 return (EOPNOTSUPP);
 901         }
 902
 903         td = curthread;
 904         vp = sc->vnode;
 905         pb = NULL;
 906         piov = NULL;
 907         ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 908         len = bp->bio_length;
 909
 910         /*
 911          * VNODE I/O
 912          *
 913          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 914          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 915          * still valid.
 916          */
 917
 918         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 919                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 920                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 921                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 922                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 923                 vn_finished_write(mp);
 924                 return (error);
 925         }
 926
 927         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 928         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 929         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 930         auio.uio_td = td;
 931
 932         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 933                 /*
 934                  * Emulate BIO_DELETE by writing zeros.
 935                  */
 936                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 937                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 938                 auio.uio_iovcnt = howmany(bp->bio_length, zerosize);
 939                 piov = malloc(sizeof(*piov) * auio.uio_iovcnt, M_MD, M_WAITOK);
 940                 auio.uio_iov = piov;
 941                 while (len > 0) {
 942                         piov->iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 943                         piov->iov_len = len;
 944                         if (len > zerosize)
 945                                 piov->iov_len = zerosize;
 946                         len -= piov->iov_len;
 947                         piov++;
 948                 }
 949                 piov = auio.uio_iov;
 950         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 951                 piov = malloc(sizeof(*piov) * bp->bio_ma_n, M_MD, M_WAITOK);
 952                 auio.uio_iov = piov;
 953                 vlist = (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data;
 954                 while (len > 0) {
 955                         piov->iov_base = (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr +
 956                             ma_offs);
 957                         piov->iov_len = vlist->ds_len - ma_offs;
 958                         if (piov->iov_len > len)
 959                                 piov->iov_len = len;
 960                         len -= piov->iov_len;
 961                         ma_offs = 0;
 962                         vlist++;
 963                         piov++;
 964                 }
 965                 auio.uio_iovcnt = piov - auio.uio_iov;
 966                 piov = auio.uio_iov;
 967         } else if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 968                 pb = uma_zalloc(md_pbuf_zone, M_WAITOK);
 969                 bp->bio_resid = len;
 970 unmapped_step:
 971                 npages = atop(min(MAXPHYS, round_page(len + (ma_offs &
 972                     PAGE_MASK))));
 973                 iolen = min(ptoa(npages) - (ma_offs & PAGE_MASK), len);
 974                 KASSERT(iolen > 0, ("zero iolen"));
 975                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data,
 976                     &bp->bio_ma[atop(ma_offs)], npages);
 977                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 978                     (ma_offs & PAGE_MASK));
 979                 aiov.iov_len = iolen;
 980                 auio.uio_iov = &aiov;
 981                 auio.uio_iovcnt = 1;
 982                 auio.uio_resid = iolen;
 983         } else {
 984                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 985                 aiov.iov_len = bp->bio_length;
 986                 auio.uio_iov = &aiov;
 987                 auio.uio_iovcnt = 1;
 988         }
 989         iostart = auio.uio_offset;
 990         if (auio.uio_rw == UIO_READ) {
 991                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 992                 error = VOP_READ(vp, &auio, 0, 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         /* When MD_CACHE is set, try to avoid double-caching the data. */
1006         if (error == 0 && (sc->flags & MD_CACHE) == 0)
1007                 VOP_ADVISE(vp, iostart, auio.uio_offset - 1,
1008                     POSIX_FADV_DONTNEED);
1009
1010         if (pb != NULL) {
1011                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, npages);
1012                 if (error == 0) {
1013                         len -= iolen;
1014                         bp->bio_resid -= iolen;
1015                         ma_offs += iolen;
1016                         if (len > 0)
1017                                 goto unmapped_step;
1018                 }
1019                 uma_zfree(md_pbuf_zone, pb);
1020         }
1021
1022         free(piov, M_MD);
1023         if (pb == NULL)
1024                 bp->bio_resid = auio.uio_resid;
1025         return (error);
1026 }
1027
1028 static void
1029 md_swap_page_free(vm_page_t m)
1030 {
1031
1032         vm_page_xunbusy(m);
1033         vm_page_lock(m);
1034         vm_page_free(m);
1035         vm_page_unlock(m);
1036 }
1037
1038 static int
1039 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1040 {
1041         vm_page_t m;
1042         u_char *p;
1043         vm_pindex_t i, lastp;
1044         bus_dma_segment_t *vlist;
1045         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
1046
1047         switch (bp->bio_cmd) {
1048         case BIO_READ:
1049         case BIO_WRITE:
1050         case BIO_DELETE:
1051                 break;
1052         default:
1053                 return (EOPNOTSUPP);
1054         }
1055
1056         p = bp->bio_data;
1057         ma_offs = (bp->bio_flags & (BIO_UNMAPPED|BIO_VLIST)) != 0 ?
1058             bp->bio_ma_offset : 0;
1059         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
1060             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
1061
1062         /*
1063          * offs is the offset at which to start operating on the
1064          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
1065          * which we're going to operate.  lastend is the ending
1066          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
1067          * we're operating on complete aligned pages).
1068          */
1069         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
1070         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
1071         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
1072
1073         rv = VM_PAGER_OK;
1074         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1075         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
1076         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
1077                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
1078                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
1079                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
1080                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1081                                 rv = VM_PAGER_OK;
1082                         else
1083                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1084                                     NULL, NULL);
1085                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1086                                 md_swap_page_free(m);
1087                                 break;
1088                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1089                                 /*
1090                                  * Pager does not have the page.  Zero
1091                                  * the allocated page, and mark it as
1092                                  * valid. Do not set dirty, the page
1093                                  * can be recreated if thrown out.
1094                                  */
1095                                 pmap_zero_page(m);
1096                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1097                         }
1098                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1099                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
1100                                     ma_offs, len);
1101                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1102                                 physcopyout_vlist(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs,
1103                                     vlist, ma_offs, len);
1104                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1105                         } else {
1106                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
1107                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1108                         }
1109                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1110                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1111                                 rv = VM_PAGER_OK;
1112                         else
1113                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1114                                     NULL, NULL);
1115                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1116                                 md_swap_page_free(m);
1117                                 break;
1118                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL)
1119                                 pmap_zero_page(m);
1120
1121                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1122                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
1123                                     offs, len);
1124                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1125                                 physcopyin_vlist(vlist, ma_offs,
1126                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1127                         } else {
1128                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1129                         }
1130
1131                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1132                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1133                                 vm_page_dirty(m);
1134                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1135                         }
1136                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
1137                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1138                                 rv = VM_PAGER_OK;
1139                         else
1140                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1141                                     NULL, NULL);
1142                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1143                                 md_swap_page_free(m);
1144                                 break;
1145                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1146                                 md_swap_page_free(m);
1147                                 m = NULL;
1148                         } else {
1149                                 /* Page is valid. */
1150                                 if (len != PAGE_SIZE) {
1151                                         pmap_zero_page_area(m, offs, len);
1152                                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1153                                                 vm_page_dirty(m);
1154                                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1155                                         }
1156                                 } else {
1157                                         vm_pager_page_unswapped(m);
1158                                         md_swap_page_free(m);
1159                                         m = NULL;
1160                                 }
1161                         }
1162                 }
1163                 if (m != NULL) {
1164                         vm_page_xunbusy(m);
1165                         vm_page_lock(m);
1166                         if (vm_page_active(m))
1167                                 vm_page_reference(m);
1168                         else
1169                                 vm_page_activate(m);
1170                         vm_page_unlock(m);
1171                 }
1172
1173                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
1174                 p += PAGE_SIZE - offs;
1175                 offs = 0;
1176                 ma_offs += len;
1177         }
1178         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
1179         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1180         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
1181 }
1182
1183 static int
1184 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1185 {
1186
1187         switch (bp->bio_cmd) {
1188         case BIO_READ:
1189                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
1190                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
1191                 break;
1192         case BIO_WRITE:
1193                 break;
1194         }
1195         bp->bio_resid = 0;
1196         return (0);
1197 }
1198
1199 static void
1200 md_kthread(void *arg)
1201 {
1202         struct md_s *sc;
1203         struct bio *bp;
1204         int error;
1205
1206         sc = arg;
1207         thread_lock(curthread);
1208         sched_prio(curthread, PRIBIO);
1209         thread_unlock(curthread);
1210         if (sc->type == MD_VNODE)
1211                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
1212
1213         for (;;) {
1214                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1215                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
1216                         sc->flags |= MD_EXITING;
1217                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1218                         kproc_exit(0);
1219                 }
1220                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
1221                 if (!bp) {
1222                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
1223                         continue;
1224                 }
1225                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1226                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
1227                         int isv = ((sc->flags & MD_VERIFY) != 0);
1228
1229                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
1230                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
1231                             sc->fwsectors) ||
1232                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
1233                             sc->fwheads))) ||
1234                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
1235                                 error = -1;
1236                         else if (sc->ident[0] != '\0' &&
1237                             g_handleattr_str(bp, "GEOM::ident", sc->ident))
1238                                 error = -1;
1239                         else if (g_handleattr_int(bp, "MNT::verified", isv))
1240                                 error = -1;
1241                         else
1242                                 error = EOPNOTSUPP;
1243                 } else {
1244                         error = sc->start(sc, bp);
1245                 }
1246
1247                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ || bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1248                         /*
1249                          * Devstat uses (bio_bcount, bio_resid) for
1250                          * determining the length of the completed part of
1251                          * the i/o.  g_io_deliver() will translate from
1252                          * bio_completed to that, but it also destroys the
1253                          * bio so we must do our own translation.
1254                          */
1255                         bp->bio_bcount = bp->bio_length;
1256                         bp->bio_resid = (error == -1 ? bp->bio_bcount : 0);
1257                         devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
1258                 }
1259                 if (error != -1) {
1260                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
1261                         g_io_deliver(bp, error);
1262                 }
1263         }
1264 }
1265
1266 static struct md_s *
1267 mdfind(int unit)
1268 {
1269         struct md_s *sc;
1270
1271         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1272                 if (sc->unit == unit)
1273                         break;
1274         }
1275         return (sc);
1276 }
1277
1278 static struct md_s *
1279 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1280 {
1281         struct md_s *sc;
1282         int error;
1283
1284         *errp = 0;
1285         if (unit == -1)
1286                 unit = alloc_unr(md_uh);
1287         else
1288                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1289
1290         if (unit == -1) {
1291                 *errp = EBUSY;
1292                 return (NULL);
1293         }
1294
1295         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1296         sc->type = type;
1297         bioq_init(&sc->bio_queue);
1298         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1299         mtx_init(&sc->stat_mtx, "md stat", NULL, MTX_DEF);
1300         sc->unit = unit;
1301         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1302         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1303         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1304         if (error == 0)
1305                 return (sc);
1306         LIST_REMOVE(sc, list);
1307         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1308         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1309         free_unr(md_uh, sc->unit);
1310         free(sc, M_MD);
1311         *errp = error;
1312         return (NULL);
1313 }
1314
1315 static void
1316 mdinit(struct md_s *sc)
1317 {
1318         struct g_geom *gp;
1319         struct g_provider *pp;
1320
1321         g_topology_lock();
1322         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1323         gp->softc = sc;
1324         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1325         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1326         pp->mediasize = sc->mediasize;
1327         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1328         switch (sc->type) {
1329         case MD_MALLOC:
1330         case MD_VNODE:
1331         case MD_SWAP:
1332                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1333                 break;
1334         case MD_PRELOAD:
1335         case MD_NULL:
1336                 break;
1337         }
1338         sc->gp = gp;
1339         sc->pp = pp;
1340         g_error_provider(pp, 0);
1341         g_topology_unlock();
1342         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1343             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1344 }
1345
1346 static int
1347 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1348 {
1349         uintptr_t sp;
1350         int error;
1351         off_t u;
1352
1353         error = 0;
1354         if (mdr->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1355                 return (EINVAL);
1356         if (mdr->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdr->md_sectorsize))
1357                 return (EINVAL);
1358         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1359         if (mdr->md_options & MD_RESERVE)
1360                 mdr->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1361         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1362                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1363         if (mdr->md_fwheads != 0)
1364                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1365         sc->flags = mdr->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1366         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1367         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1368             0x1ff, 0);
1369         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1370                 off_t nsectors;
1371
1372                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1373                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1374                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1375                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1376                         if (sp != 0)
1377                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1378                         else
1379                                 error = ENOMEM;
1380                         if (error != 0)
1381                                 break;
1382                 }
1383         }
1384         return (error);
1385 }
1386
1387
1388 static int
1389 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1390 {
1391         char *tmpbuf;
1392         int error = 0;
1393
1394         /*
1395          * Set credits in our softc
1396          */
1397
1398         if (sc->cred)
1399                 crfree(sc->cred);
1400         sc->cred = crhold(cred);
1401
1402         /*
1403          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1404          */
1405
1406         if (sc->vnode) {
1407                 struct uio auio;
1408                 struct iovec aiov;
1409
1410                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1411                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1412
1413                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1414                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1415                 auio.uio_iov = &aiov;
1416                 auio.uio_iovcnt = 1;
1417                 auio.uio_offset = 0;
1418                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1419                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1420                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1421                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1422                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1423                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1424                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1425         }
1426         return (error);
1427 }
1428
1429 static int
1430 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1431 {
1432         struct vattr vattr;
1433         struct nameidata nd;
1434         char *fname;
1435         int error, flags;
1436
1437         fname = mdr->md_file;
1438         if (mdr->md_file_seg == UIO_USERSPACE) {
1439                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1440                 if (error != 0)
1441                         return (error);
1442         } else if (mdr->md_file_seg == UIO_SYSSPACE)
1443                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1444         else
1445                 return (EDOOFUS);
1446
1447         /*
1448          * If the user specified that this is a read only device, don't
1449          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1450          */
1451         flags = FREAD | ((mdr->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE) \
1452             | ((mdr->md_options & MD_VERIFY) ? O_VERIFY : 0);
1453         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1454         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1455         if (error != 0)
1456                 return (error);
1457         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1458         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1459                 error = EINVAL;
1460                 goto bad;
1461         }
1462         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1463         if (error != 0)
1464                 goto bad;
1465         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1466                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1467                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1468                         /* Forced unmount. */
1469                         error = EBADF;
1470                         goto bad;
1471                 }
1472         }
1473         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1474         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1475
1476         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1477                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1478         if (mdr->md_fwheads != 0)
1479                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1480         snprintf(sc->ident, sizeof(sc->ident), "MD-DEV%ju-INO%ju",
1481             (uintmax_t)vattr.va_fsid, (uintmax_t)vattr.va_fileid);
1482         sc->flags = mdr->md_options & (MD_ASYNC | MD_CACHE | MD_FORCE |
1483             MD_VERIFY);
1484         if (!(flags & FWRITE))
1485                 sc->flags |= MD_READONLY;
1486         sc->vnode = nd.ni_vp;
1487
1488         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1489         if (error != 0) {
1490                 sc->vnode = NULL;
1491                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1492                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1493                 goto bad;
1494         }
1495         return (0);
1496 bad:
1497         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1498         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1499         return (error);
1500 }
1501
1502 static void
1503 g_md_providergone(struct g_provider *pp)
1504 {
1505         struct md_s *sc = pp->geom->softc;
1506
1507         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1508         sc->flags |= MD_PROVIDERGONE;
1509         wakeup(&sc->flags);
1510         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1511 }
1512
1513 static int
1514 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1515 {
1516
1517         if (sc->gp) {
1518                 g_topology_lock();
1519                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1520                 g_topology_unlock();
1521
1522                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1523                 while (!(sc->flags & MD_PROVIDERGONE))
1524                         msleep(&sc->flags, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", 0);
1525                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1526         }
1527         if (sc->devstat) {
1528                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1529                 sc->devstat = NULL;
1530         }
1531         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1532         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1533         wakeup(sc);
1534         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1535                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1536         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1537         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1538         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1539         if (sc->vnode != NULL) {
1540                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1541                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1542                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1543                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1544                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1545         }
1546         if (sc->cred != NULL)
1547                 crfree(sc->cred);
1548         if (sc->object != NULL)
1549                 vm_object_deallocate(sc->object);
1550         if (sc->indir)
1551                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1552         if (sc->uma)
1553                 uma_zdestroy(sc->uma);
1554
1555         LIST_REMOVE(sc, list);
1556         free_unr(md_uh, sc->unit);
1557         free(sc, M_MD);
1558         return (0);
1559 }
1560
1561 static int
1562 mdresize(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1563 {
1564         int error, res;
1565         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1566
1567         switch (sc->type) {
1568         case MD_VNODE:
1569         case MD_NULL:
1570                 break;
1571         case MD_SWAP:
1572                 if (mdr->md_mediasize <= 0 ||
1573                     (mdr->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1574                         return (EDOM);
1575                 oldpages = OFF_TO_IDX(round_page(sc->mediasize));
1576                 newpages = OFF_TO_IDX(round_page(mdr->md_mediasize));
1577                 if (newpages < oldpages) {
1578                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1579                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1580                         swap_pager_freespace(sc->object, newpages,
1581                             oldpages - newpages);
1582                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1583                             newpages), sc->cred);
1584                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1585                         sc->object->size = newpages;
1586                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1587                 } else if (newpages > oldpages) {
1588                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1589                             oldpages), sc->cred);
1590                         if (!res)
1591                                 return (ENOMEM);
1592                         if ((mdr->md_options & MD_RESERVE) ||
1593                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1594                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1595                                     oldpages, newpages - oldpages);
1596                                 if (error < 0) {
1597                                         swap_release_by_cred(
1598                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1599                                             sc->cred);
1600                                         return (EDOM);
1601                                 }
1602                         }
1603                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1604                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1605                         sc->object->size = newpages;
1606                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1607                 }
1608                 break;
1609         default:
1610                 return (EOPNOTSUPP);
1611         }
1612
1613         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1614         g_topology_lock();
1615         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1616         g_topology_unlock();
1617         return (0);
1618 }
1619
1620 static int
1621 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1622 {
1623         vm_ooffset_t npage;
1624         int error;
1625
1626         /*
1627          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1628          * multiple of page size.
1629          */
1630         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1631                 return (EDOM);
1632
1633         /*
1634          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1635          *
1636          * Note the truncation.
1637          */
1638
1639         if ((mdr->md_options & MD_VERIFY) != 0)
1640                 return (EINVAL);
1641         npage = mdr->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1642         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1643                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1644         if (mdr->md_fwheads != 0)
1645                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1646         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1647             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1648         if (sc->object == NULL)
1649                 return (ENOMEM);
1650         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1651         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1652                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1653                         error = EDOM;
1654                         goto finish;
1655                 }
1656         }
1657         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1658  finish:
1659         if (error != 0) {
1660                 vm_object_deallocate(sc->object);
1661                 sc->object = NULL;
1662         }
1663         return (error);
1664 }
1665
1666 static int
1667 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1668 {
1669
1670         /*
1671          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1672          * multiple of page size.
1673          */
1674         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1675                 return (EDOM);
1676
1677         return (0);
1678 }
1679
1680 static int
1681 kern_mdattach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1682 {
1683         struct md_s *sc;
1684         unsigned sectsize;
1685         int error, i;
1686
1687         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1688
1689         switch (mdr->md_type) {
1690         case MD_MALLOC:
1691         case MD_PRELOAD:
1692         case MD_VNODE:
1693         case MD_SWAP:
1694         case MD_NULL:
1695                 break;
1696         default:
1697                 return (EINVAL);
1698         }
1699         if (mdr->md_sectorsize == 0)
1700                 sectsize = DEV_BSIZE;
1701         else
1702                 sectsize = mdr->md_sectorsize;
1703         if (sectsize > MAXPHYS || mdr->md_mediasize < sectsize)
1704                 return (EINVAL);
1705         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1706                 sc = mdnew(-1, &error, mdr->md_type);
1707         else {
1708                 if (mdr->md_unit > INT_MAX)
1709                         return (EINVAL);
1710                 sc = mdnew(mdr->md_unit, &error, mdr->md_type);
1711         }
1712         if (sc == NULL)
1713                 return (error);
1714         if (mdr->md_label != NULL)
1715                 error = copyinstr(mdr->md_label, sc->label,
1716                     sizeof(sc->label), NULL);
1717         if (error != 0)
1718                 goto err_after_new;
1719         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1720                 mdr->md_unit = sc->unit;
1721         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1722         sc->sectorsize = sectsize;
1723         error = EDOOFUS;
1724         switch (sc->type) {
1725         case MD_MALLOC:
1726                 sc->start = mdstart_malloc;
1727                 error = mdcreate_malloc(sc, mdr);
1728                 break;
1729         case MD_PRELOAD:
1730                 /*
1731                  * We disallow attaching preloaded memory disks via
1732                  * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1733                  * attached in g_md_init().
1734                  */
1735                 error = EOPNOTSUPP;
1736                 break;
1737         case MD_VNODE:
1738                 sc->start = mdstart_vnode;
1739                 error = mdcreate_vnode(sc, mdr, td);
1740                 break;
1741         case MD_SWAP:
1742                 sc->start = mdstart_swap;
1743                 error = mdcreate_swap(sc, mdr, td);
1744                 break;
1745         case MD_NULL:
1746                 sc->start = mdstart_null;
1747                 error = mdcreate_null(sc, mdr, td);
1748                 break;
1749         }
1750 err_after_new:
1751         if (error != 0) {
1752                 mddestroy(sc, td);
1753                 return (error);
1754         }
1755
1756         /* Prune off any residual fractional sector */
1757         i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1758         sc->mediasize -= i;
1759
1760         mdinit(sc);
1761         return (0);
1762 }
1763
1764 static int
1765 kern_mdattach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1766 {
1767         int error;
1768
1769         sx_xlock(&md_sx);
1770         error = kern_mdattach_locked(td, mdr);
1771         sx_xunlock(&md_sx);
1772         return (error);
1773 }
1774
1775 static int
1776 kern_mddetach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1777 {
1778         struct md_s *sc;
1779
1780         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1781
1782         if (mdr->md_mediasize != 0 ||
1783             (mdr->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1784                 return (EINVAL);
1785
1786         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1787         if (sc == NULL)
1788                 return (ENOENT);
1789         if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1790             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1791                 return (EBUSY);
1792         return (mddestroy(sc, td));
1793 }
1794
1795 static int
1796 kern_mddetach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1797 {
1798         int error;
1799
1800         sx_xlock(&md_sx);
1801         error = kern_mddetach_locked(td, mdr);
1802         sx_xunlock(&md_sx);
1803         return (error);
1804 }
1805
1806 static int
1807 kern_mdresize_locked(struct md_req *mdr)
1808 {
1809         struct md_s *sc;
1810
1811         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1812
1813         if ((mdr->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1814                 return (EINVAL);
1815
1816         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1817         if (sc == NULL)
1818                 return (ENOENT);
1819         if (mdr->md_mediasize < sc->sectorsize)
1820                 return (EINVAL);
1821         if (mdr->md_mediasize < sc->mediasize &&
1822             !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1823             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1824                 return (EBUSY);
1825         return (mdresize(sc, mdr));
1826 }
1827
1828 static int
1829 kern_mdresize(struct md_req *mdr)
1830 {
1831         int error;
1832
1833         sx_xlock(&md_sx);
1834         error = kern_mdresize_locked(mdr);
1835         sx_xunlock(&md_sx);
1836         return (error);
1837 }
1838
1839 static int
1840 kern_mdquery_locked(struct md_req *mdr)
1841 {
1842         struct md_s *sc;
1843         int error;
1844
1845         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1846
1847         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1848         if (sc == NULL)
1849                 return (ENOENT);
1850         mdr->md_type = sc->type;
1851         mdr->md_options = sc->flags;
1852         mdr->md_mediasize = sc->mediasize;
1853         mdr->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1854         error = 0;
1855         if (mdr->md_label != NULL) {
1856                 error = copyout(sc->label, mdr->md_label,
1857                     strlen(sc->label) + 1);
1858                 if (error != 0)
1859                         return (error);
1860         }
1861         if (sc->type == MD_VNODE ||
1862             (sc->type == MD_PRELOAD && mdr->md_file != NULL))
1863                 error = copyout(sc->file, mdr->md_file,
1864                     strlen(sc->file) + 1);
1865         return (error);
1866 }
1867
1868 static int
1869 kern_mdquery(struct md_req *mdr)
1870 {
1871         int error;
1872
1873         sx_xlock(&md_sx);
1874         error = kern_mdquery_locked(mdr);
1875         sx_xunlock(&md_sx);
1876         return (error);
1877 }
1878
1879 static int
1880 kern_mdlist_locked(struct md_req *mdr)
1881 {
1882         struct md_s *sc;
1883         int i;
1884
1885         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1886
1887         /*
1888          * Write the number of md devices to mdr->md_units[0].
1889          * Write the unit number of the first (mdr->md_units_nitems - 2)
1890          * units to mdr->md_units[1::(mdr->md_units - 2)] and terminate the
1891          * list with -1.
1892          *
1893          * XXX: There is currently no mechanism to retrieve unit
1894          * numbers for more than (MDNPAD - 2) units.
1895          *
1896          * XXX: Due to the use of LIST_INSERT_HEAD in mdnew(), the
1897          * list of visible unit numbers not stable.
1898          */
1899         i = 1;
1900         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1901                 if (i < mdr->md_units_nitems - 1)
1902                         mdr->md_units[i] = sc->unit;
1903                 i++;
1904         }
1905         mdr->md_units[MIN(i, mdr->md_units_nitems - 1)] = -1;
1906         mdr->md_units[0] = i - 1;
1907         return (0);
1908 }
1909
1910 static int
1911 kern_mdlist(struct md_req *mdr)
1912 {
1913         int error;
1914
1915         sx_xlock(&md_sx);
1916         error = kern_mdlist_locked(mdr);
1917         sx_xunlock(&md_sx);
1918         return (error);
1919 }
1920
1921 /* Copy members that are not userspace pointers. */
1922 #define MD_IOCTL2REQ(mdio, mdr) do {                                    \
1923         (mdr)->md_unit = (mdio)->md_unit;                               \
1924         (mdr)->md_type = (mdio)->md_type;                               \
1925         (mdr)->md_mediasize = (mdio)->md_mediasize;                     \
1926         (mdr)->md_sectorsize = (mdio)->md_sectorsize;                   \
1927         (mdr)->md_options = (mdio)->md_options;                         \
1928         (mdr)->md_fwheads = (mdio)->md_fwheads;                         \
1929         (mdr)->md_fwsectors = (mdio)->md_fwsectors;                     \
1930         (mdr)->md_units = &(mdio)->md_pad[0];                           \
1931         (mdr)->md_units_nitems = nitems((mdio)->md_pad);                \
1932 } while(0)
1933
1934 /* Copy members that might have been updated */
1935 #define MD_REQ2IOCTL(mdr, mdio) do {                                    \
1936         (mdio)->md_unit = (mdr)->md_unit;                               \
1937         (mdio)->md_type = (mdr)->md_type;                               \
1938         (mdio)->md_mediasize = (mdr)->md_mediasize;                     \
1939         (mdio)->md_sectorsize = (mdr)->md_sectorsize;                   \
1940         (mdio)->md_options = (mdr)->md_options;                         \
1941         (mdio)->md_fwheads = (mdr)->md_fwheads;                         \
1942         (mdio)->md_fwsectors = (mdr)->md_fwsectors;                     \
1943 } while(0)
1944
1945 static int
1946 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags,
1947     struct thread *td)
1948 {
1949         struct md_req mdr;
1950         int error;
1951
1952         if (md_debug)
1953                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1954                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1955
1956         bzero(&mdr, sizeof(mdr));
1957         switch (cmd) {
1958         case MDIOCATTACH:
1959         case MDIOCDETACH:
1960         case MDIOCRESIZE:
1961         case MDIOCQUERY:
1962         case MDIOCLIST: {
1963                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1964                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1965                         return (EINVAL);
1966                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1967                 mdr.md_file = mdio->md_file;
1968                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1969                 /* If the file is adjacent to the md_ioctl it's in kernel. */
1970                 if ((void *)mdio->md_file == (void *)(mdio + 1))
1971                         mdr.md_file_seg = UIO_SYSSPACE;
1972                 mdr.md_label = mdio->md_label;
1973                 break;
1974         }
1975 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1976         case MDIOCATTACH_32:
1977         case MDIOCDETACH_32:
1978         case MDIOCRESIZE_32:
1979         case MDIOCQUERY_32:
1980         case MDIOCLIST_32: {
1981                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1982                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1983                         return (EINVAL);
1984                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1985                 mdr.md_file = (void *)(uintptr_t)mdio->md_file;
1986                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1987                 mdr.md_label = (void *)(uintptr_t)mdio->md_label;
1988                 break;
1989         }
1990 #endif
1991         default:
1992                 /* Fall through to handler switch. */
1993                 break;
1994         }
1995
1996         error = 0;
1997         switch (cmd) {
1998         case MDIOCATTACH:
1999 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2000         case MDIOCATTACH_32:
2001 #endif
2002                 error = kern_mdattach(td, &mdr);
2003                 break;
2004         case MDIOCDETACH:
2005 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2006         case MDIOCDETACH_32:
2007 #endif
2008                 error = kern_mddetach(td, &mdr);
2009                 break;
2010         case MDIOCRESIZE:
2011 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2012         case MDIOCRESIZE_32:
2013 #endif
2014                 error = kern_mdresize(&mdr);
2015                 break;
2016         case MDIOCQUERY:
2017 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2018         case MDIOCQUERY_32:
2019 #endif
2020                 error = kern_mdquery(&mdr);
2021                 break;
2022         case MDIOCLIST:
2023 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2024         case MDIOCLIST_32:
2025 #endif
2026                 error = kern_mdlist(&mdr);
2027                 break;
2028         default:
2029                 error = ENOIOCTL;
2030         }
2031
2032         switch (cmd) {
2033         case MDIOCATTACH:
2034         case MDIOCQUERY: {
2035                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
2036                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
2037                 break;
2038         }
2039 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2040         case MDIOCATTACH_32:
2041         case MDIOCQUERY_32: {
2042                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
2043                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
2044                 break;
2045         }
2046 #endif
2047         default:
2048                 /* Other commands to not alter mdr. */
2049                 break;
2050         }
2051
2052         return (error);
2053 }
2054
2055 static void
2056 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
2057 {
2058         struct md_s *sc;
2059         int error;
2060
2061         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
2062         if (sc == NULL)
2063                 return;
2064         sc->mediasize = length;
2065         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
2066         sc->pl_ptr = image;
2067         sc->pl_len = length;
2068         sc->start = mdstart_preload;
2069         if (name != NULL)
2070                 strlcpy(sc->file, name, sizeof(sc->file));
2071 #ifdef MD_ROOT
2072         if (sc->unit == 0) {
2073 #ifndef ROOTDEVNAME
2074                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
2075 #endif
2076 #ifdef MD_ROOT_READONLY
2077                 sc->flags |= MD_READONLY;
2078 #endif
2079         }
2080 #endif
2081         mdinit(sc);
2082         if (name != NULL) {
2083                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
2084                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
2085         } else {
2086                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
2087                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
2088         }
2089 }
2090
2091 static void
2092 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
2093 {
2094         caddr_t mod;
2095         u_char *ptr, *name, *type;
2096         unsigned len;
2097         int i;
2098
2099         /* figure out log2(NINDIR) */
2100         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
2101                 i >>= 1;
2102
2103         mod = NULL;
2104         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
2105         g_topology_unlock();
2106         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
2107 #ifdef MD_ROOT
2108         if (mfs_root_size != 0) {
2109                 sx_xlock(&md_sx);
2110 #ifdef MD_ROOT_MEM
2111                 md_preloaded(mfs_root, mfs_root_size, NULL);
2112 #else
2113                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
2114                     NULL);
2115 #endif
2116                 sx_xunlock(&md_sx);
2117         }
2118 #endif
2119         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
2120         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
2121                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
2122                 if (name == NULL)
2123                         continue;
2124                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
2125                 if (type == NULL)
2126                         continue;
2127                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
2128                         continue;
2129                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
2130                 len = preload_fetch_size(mod);
2131                 if (ptr != NULL && len != 0) {
2132                         sx_xlock(&md_sx);
2133                         md_preloaded(ptr, len, name);
2134                         sx_xunlock(&md_sx);
2135                 }
2136         }
2137         md_pbuf_zone = pbuf_zsecond_create("mdpbuf", nswbuf / 10);
2138         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
2139             0600, MDCTL_NAME);
2140         g_topology_lock();
2141 }
2142
2143 static void
2144 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
2145     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
2146 {
2147         struct md_s *mp;
2148         char *type;
2149
2150         mp = gp->softc;
2151         if (mp == NULL)
2152                 return;
2153
2154         switch (mp->type) {
2155         case MD_MALLOC:
2156                 type = "malloc";
2157                 break;
2158         case MD_PRELOAD:
2159                 type = "preload";
2160                 break;
2161         case MD_VNODE:
2162                 type = "vnode";
2163                 break;
2164         case MD_SWAP:
2165                 type = "swap";
2166                 break;
2167         case MD_NULL:
2168                 type = "null";
2169                 break;
2170         default:
2171                 type = "unknown";
2172                 break;
2173         }
2174
2175         if (pp != NULL) {
2176                 if (indent == NULL) {
2177                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
2178                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
2179                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
2180                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
2181                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
2182                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
2183                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2184                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0'))
2185                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
2186                         sbuf_printf(sb, " label %s", mp->label);
2187                 } else {
2188                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
2189                             mp->unit);
2190                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
2191                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
2192                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
2193                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
2194                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
2195                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
2196                         if (mp->ident[0] != '\0') {
2197                                 sbuf_printf(sb, "%s<ident>", indent);
2198                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->ident);
2199                                 sbuf_printf(sb, "</ident>\n");
2200                         }
2201                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
2202                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
2203                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
2204                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
2205                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
2206                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
2207                             "read-only");
2208                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
2209                             type);
2210                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2211                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0')) {
2212                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
2213                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
2214                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
2215                         }
2216                         if (mp->type == MD_VNODE)
2217                                 sbuf_printf(sb, "%s<cache>%s</cache>\n", indent,
2218                                     (mp->flags & MD_CACHE) == 0 ? "off": "on");
2219                         sbuf_printf(sb, "%s<label>", indent);
2220                         g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->label);
2221                         sbuf_printf(sb, "</label>\n");
2222                 }
2223         }
2224 }
2225
2226 static void
2227 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
2228 {
2229
2230         sx_destroy(&md_sx);
2231         if (status_dev != NULL)
2232                 destroy_dev(status_dev);
2233         uma_zdestroy(md_pbuf_zone);
2234         delete_unrhdr(md_uh);
2235 }