sys/dev/md/md.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: (Beerware AND BSD-3-Clause)
   3  *
   4  * ----------------------------------------------------------------------------
   5  * "THE BEER-WARE LICENSE" (Revision 42):
   6  * <phk@FreeBSD.ORG> wrote this file.  As long as you retain this notice you
   7  * can do whatever you want with this stuff. If we meet some day, and you think
   8  * this stuff is worth it, you can buy me a beer in return.   Poul-Henning Kamp
   9  * ----------------------------------------------------------------------------
  10  *
  11  * $FreeBSD$
  12  *
  13  */
  14
  15 /*-
  16  * The following functions are based in the vn(4) driver: mdstart_swap(),
  17  * mdstart_vnode(), mdcreate_swap(), mdcreate_vnode() and mddestroy(),
  18  * and as such under the following copyright:
  19  *
  20  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
  21  * Copyright (c) 1990, 1993
  22  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  23  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
  24  * All rights reserved.
  25  *
  26  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  27  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  28  * Science Department.
  29  *
  30  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
  31  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  32  *
  33  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  34  * modification, are permitted provided that the following conditions
  35  * are met:
  36  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  37  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  38  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  39  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  40  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  41  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  42  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  43  *    without specific prior written permission.
  44  *
  45  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  46  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  47  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  48  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  49  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  50  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  51  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  52  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  53  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  54  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  55  * SUCH DAMAGE.
  56  *
  57  * from: Utah Hdr: vn.c 1.13 94/04/02
  58  *
  59  *      from: @(#)vn.c  8.6 (Berkeley) 4/1/94
  60  * From: src/sys/dev/vn/vn.c,v 1.122 2000/12/16 16:06:03
  61  */
  62
  63 #include "opt_rootdevname.h"
  64 #include "opt_geom.h"
  65 #include "opt_md.h"
  66
  67 #include <sys/param.h>
  68 #include <sys/systm.h>
  69 #include <sys/bio.h>
  70 #include <sys/buf.h>
  71 #include <sys/conf.h>
  72 #include <sys/devicestat.h>
  73 #include <sys/fcntl.h>
  74 #include <sys/kernel.h>
  75 #include <sys/kthread.h>
  76 #include <sys/limits.h>
  77 #include <sys/linker.h>
  78 #include <sys/lock.h>
  79 #include <sys/malloc.h>
  80 #include <sys/mdioctl.h>
  81 #include <sys/mount.h>
  82 #include <sys/mutex.h>
  83 #include <sys/sx.h>
  84 #include <sys/namei.h>
  85 #include <sys/proc.h>
  86 #include <sys/queue.h>
  87 #include <sys/rwlock.h>
  88 #include <sys/sbuf.h>
  89 #include <sys/sched.h>
  90 #include <sys/sf_buf.h>
  91 #include <sys/sysctl.h>
  92 #include <sys/uio.h>
  93 #include <sys/vnode.h>
  94 #include <sys/disk.h>
  95
  96 #include <geom/geom.h>
  97 #include <geom/geom_int.h>
  98
  99 #include <vm/vm.h>
 100 #include <vm/vm_param.h>
 101 #include <vm/vm_object.h>
 102 #include <vm/vm_page.h>
 103 #include <vm/vm_pager.h>
 104 #include <vm/swap_pager.h>
 105 #include <vm/uma.h>
 106
 107 #include <machine/bus.h>
 108
 109 #define MD_MODVER 1
 110
 111 #define MD_SHUTDOWN     0x10000         /* Tell worker thread to terminate. */
 112 #define MD_EXITING      0x20000         /* Worker thread is exiting. */
 113
 114 #ifndef MD_NSECT
 115 #define MD_NSECT (10000 * 2)
 116 #endif
 117
 118 struct md_req {
 119         unsigned        md_unit;        /* unit number */
 120         enum md_types   md_type;        /* type of disk */
 121         off_t           md_mediasize;   /* size of disk in bytes */
 122         unsigned        md_sectorsize;  /* sectorsize */
 123         unsigned        md_options;     /* options */
 124         int             md_fwheads;     /* firmware heads */
 125         int             md_fwsectors;   /* firmware sectors */
 126         char            *md_file;       /* pathname of file to mount */
 127         enum uio_seg    md_file_seg;    /* location of md_file */
 128         char            *md_label;      /* label of the device (userspace) */
 129         int             *md_units;      /* pointer to units array (kernel) */
 130         size_t          md_units_nitems; /* items in md_units array */
 131 };
 132
 133 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
 134 struct md_ioctl32 {
 135         unsigned        md_version;
 136         unsigned        md_unit;
 137         enum md_types   md_type;
 138         uint32_t        md_file;
 139         off_t           md_mediasize;
 140         unsigned        md_sectorsize;
 141         unsigned        md_options;
 142         uint64_t        md_base;
 143         int             md_fwheads;
 144         int             md_fwsectors;
 145         uint32_t        md_label;
 146         int             md_pad[MDNPAD];
 147 } __attribute__((__packed__));
 148 CTASSERT((sizeof(struct md_ioctl32)) == 436);
 149
 150 #define MDIOCATTACH_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCATTACH, struct md_ioctl32)
 151 #define MDIOCDETACH_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCDETACH, struct md_ioctl32)
 152 #define MDIOCQUERY_32   _IOC_NEWTYPE(MDIOCQUERY, struct md_ioctl32)
 153 #define MDIOCLIST_32    _IOC_NEWTYPE(MDIOCLIST, struct md_ioctl32)
 154 #define MDIOCRESIZE_32  _IOC_NEWTYPE(MDIOCRESIZE, struct md_ioctl32)
 155 #endif /* COMPAT_FREEBSD32 */
 156
 157 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
 158 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
 159
 160 static int md_debug;
 161 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0,
 162     "Enable md(4) debug messages");
 163 static int md_malloc_wait;
 164 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, md_malloc_wait, CTLFLAG_RW, &md_malloc_wait, 0,
 165     "Allow malloc to wait for memory allocations");
 166
 167 #if defined(MD_ROOT) && !defined(MD_ROOT_FSTYPE)
 168 #define MD_ROOT_FSTYPE  "ufs"
 169 #endif
 170
 171 #if defined(MD_ROOT)
 172 /*
 173  * Preloaded image gets put here.
 174  */
 175 #if defined(MD_ROOT_SIZE)
 176 /*
 177  * We put the mfs_root symbol into the oldmfs section of the kernel object file.
 178  * Applications that patch the object with the image can determine
 179  * the size looking at the oldmfs section size within the kernel.
 180  */
 181 u_char mfs_root[MD_ROOT_SIZE*1024] __attribute__ ((section ("oldmfs")));
 182 const int mfs_root_size = sizeof(mfs_root);
 183 #else
 184 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root;
 185 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root_end;
 186 __GLOBL(mfs_root);
 187 __GLOBL(mfs_root_end);
 188 #define mfs_root_size ((uintptr_t)(&mfs_root_end - &mfs_root))
 189 #endif
 190 #endif
 191
 192 static g_init_t g_md_init;
 193 static g_fini_t g_md_fini;
 194 static g_start_t g_md_start;
 195 static g_access_t g_md_access;
 196 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent,
 197     struct g_geom *gp, struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
 198
 199 static struct cdev *status_dev = NULL;
 200 static struct sx md_sx;
 201 static struct unrhdr *md_uh;
 202
 203 static d_ioctl_t mdctlioctl;
 204
 205 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
 206         .d_version =    D_VERSION,
 207         .d_ioctl =      mdctlioctl,
 208         .d_name =       MD_NAME,
 209 };
 210
 211 struct g_class g_md_class = {
 212         .name = "MD",
 213         .version = G_VERSION,
 214         .init = g_md_init,
 215         .fini = g_md_fini,
 216         .start = g_md_start,
 217         .access = g_md_access,
 218         .dumpconf = g_md_dumpconf,
 219 };
 220
 221 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
 222
 223
 224 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 225
 226 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 227 #define NMASK   (NINDIR-1)
 228 static int nshift;
 229
 230 static int md_vnode_pbuf_freecnt;
 231
 232 struct indir {
 233         uintptr_t       *array;
 234         u_int           total;
 235         u_int           used;
 236         u_int           shift;
 237 };
 238
 239 struct md_s {
 240         int unit;
 241         LIST_ENTRY(md_s) list;
 242         struct bio_queue_head bio_queue;
 243         struct mtx queue_mtx;
 244         struct mtx stat_mtx;
 245         struct cdev *dev;
 246         enum md_types type;
 247         off_t mediasize;
 248         unsigned sectorsize;
 249         unsigned opencount;
 250         unsigned fwheads;
 251         unsigned fwsectors;
 252         char ident[32];
 253         unsigned flags;
 254         char name[20];
 255         struct proc *procp;
 256         struct g_geom *gp;
 257         struct g_provider *pp;
 258         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
 259         struct devstat *devstat;
 260
 261         /* MD_MALLOC related fields */
 262         struct indir *indir;
 263         uma_zone_t uma;
 264
 265         /* MD_PRELOAD related fields */
 266         u_char *pl_ptr;
 267         size_t pl_len;
 268
 269         /* MD_VNODE related fields */
 270         struct vnode *vnode;
 271         char file[PATH_MAX];
 272         char label[PATH_MAX];
 273         struct ucred *cred;
 274
 275         /* MD_SWAP related fields */
 276         vm_object_t object;
 277 };
 278
 279 static struct indir *
 280 new_indir(u_int shift)
 281 {
 282         struct indir *ip;
 283
 284         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
 285             | M_ZERO);
 286         if (ip == NULL)
 287                 return (NULL);
 288         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 289             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 290         if (ip->array == NULL) {
 291                 free(ip, M_MD);
 292                 return (NULL);
 293         }
 294         ip->total = NINDIR;
 295         ip->shift = shift;
 296         return (ip);
 297 }
 298
 299 static void
 300 del_indir(struct indir *ip)
 301 {
 302
 303         free(ip->array, M_MDSECT);
 304         free(ip, M_MD);
 305 }
 306
 307 static void
 308 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
 309 {
 310         int i;
 311
 312         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
 313                 if (!ip->array[i])
 314                         continue;
 315                 if (ip->shift)
 316                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
 317                 else if (ip->array[i] > 255)
 318                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
 319         }
 320         del_indir(ip);
 321 }
 322
 323 /*
 324  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
 325  * for a device of "size" sectors.
 326  */
 327
 328 static struct indir *
 329 dimension(off_t size)
 330 {
 331         off_t rcnt;
 332         struct indir *ip;
 333         int layer;
 334
 335         rcnt = size;
 336         layer = 0;
 337         while (rcnt > NINDIR) {
 338                 rcnt /= NINDIR;
 339                 layer++;
 340         }
 341
 342         /*
 343          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
 344          * too much space for ip->array in here.
 345          */
 346         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 347         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 348             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
 349         ip->total = NINDIR;
 350         ip->shift = layer * nshift;
 351         return (ip);
 352 }
 353
 354 /*
 355  * Read a given sector
 356  */
 357
 358 static uintptr_t
 359 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
 360 {
 361         struct indir *cip;
 362         int idx;
 363         uintptr_t up;
 364
 365         if (md_debug > 1)
 366                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
 367         up = 0;
 368         for (cip = ip; cip != NULL;) {
 369                 if (cip->shift) {
 370                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 371                         up = cip->array[idx];
 372                         cip = (struct indir *)up;
 373                         continue;
 374                 }
 375                 idx = offset & NMASK;
 376                 return (cip->array[idx]);
 377         }
 378         return (0);
 379 }
 380
 381 /*
 382  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
 383  */
 384
 385 static int
 386 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
 387 {
 388         struct indir *cip, *lip[10];
 389         int idx, li;
 390         uintptr_t up;
 391
 392         if (md_debug > 1)
 393                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
 394         up = 0;
 395         li = 0;
 396         cip = ip;
 397         for (;;) {
 398                 lip[li++] = cip;
 399                 if (cip->shift) {
 400                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 401                         up = cip->array[idx];
 402                         if (up != 0) {
 403                                 cip = (struct indir *)up;
 404                                 continue;
 405                         }
 406                         /* Allocate branch */
 407                         cip->array[idx] =
 408                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
 409                         if (cip->array[idx] == 0)
 410                                 return (ENOSPC);
 411                         cip->used++;
 412                         up = cip->array[idx];
 413                         cip = (struct indir *)up;
 414                         continue;
 415                 }
 416                 /* leafnode */
 417                 idx = offset & NMASK;
 418                 up = cip->array[idx];
 419                 if (up != 0)
 420                         cip->used--;
 421                 cip->array[idx] = ptr;
 422                 if (ptr != 0)
 423                         cip->used++;
 424                 break;
 425         }
 426         if (cip->used != 0 || li == 1)
 427                 return (0);
 428         li--;
 429         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
 430                 li--;
 431                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
 432                 up = lip[li]->array[idx];
 433                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
 434                 del_indir(cip);
 435                 lip[li]->array[idx] = 0;
 436                 lip[li]->used--;
 437                 cip = lip[li];
 438         }
 439         return (0);
 440 }
 441
 442
 443 static int
 444 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 445 {
 446         struct md_s *sc;
 447
 448         sc = pp->geom->softc;
 449         if (sc == NULL) {
 450                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 451                         return (0);
 452                 return (ENXIO);
 453         }
 454         r += pp->acr;
 455         w += pp->acw;
 456         e += pp->ace;
 457         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 458                 return (EROFS);
 459         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 460                 sc->opencount = 1;
 461         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 462                 sc->opencount = 0;
 463         }
 464         return (0);
 465 }
 466
 467 static void
 468 g_md_start(struct bio *bp)
 469 {
 470         struct md_s *sc;
 471
 472         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 473         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
 474                 mtx_lock(&sc->stat_mtx);
 475                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 476                 mtx_unlock(&sc->stat_mtx);
 477         }
 478         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 479         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 480         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 481         wakeup(sc);
 482 }
 483
 484 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 485 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 486 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 487 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 488 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 489
 490 static int
 491 md_malloc_move_ma(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 492     void *ptr, u_char fill, int op)
 493 {
 494         struct sf_buf *sf;
 495         vm_page_t m, *mp1;
 496         char *p, first;
 497         off_t *uc;
 498         unsigned n;
 499         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 500
 501         m = NULL;
 502         error = 0;
 503         sf = NULL;
 504         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 505                 first = 0;
 506                 first_read = 0;
 507                 uc = ptr;
 508                 mp1 = *mp;
 509                 ma_offs1 = *ma_offs;
 510         /* } */
 511         sched_pin();
 512         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 513                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 514                 if (m != **mp) {
 515                         if (sf != NULL)
 516                                 sf_buf_free(sf);
 517                         m = **mp;
 518                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 519                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 520                         if (sf == NULL) {
 521                                 error = ENOMEM;
 522                                 break;
 523                         }
 524                 }
 525                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 526                 switch (op) {
 527                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 528                         bzero(p, sz);
 529                         break;
 530                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 531                         memset(p, fill, sz);
 532                         break;
 533                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 534                         bcopy(ptr, p, sz);
 535                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 536                         break;
 537                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 538                         bcopy(p, ptr, sz);
 539                         break;
 540                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 541                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 542                                 if (!first_read) {
 543                                         *uc = (u_char)*p;
 544                                         first = *p;
 545                                         first_read = 1;
 546                                 } else if (*p != first) {
 547                                         error = EDOOFUS;
 548                                         break;
 549                                 }
 550                         }
 551                         break;
 552                 default:
 553                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_ma unknown op %d\n", op));
 554                         break;
 555                 }
 556                 if (error != 0)
 557                         break;
 558                 *ma_offs += sz;
 559                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 560                 if (*ma_offs == 0)
 561                         (*mp)++;
 562                 ptr = (char *)ptr + sz;
 563         }
 564
 565         if (sf != NULL)
 566                 sf_buf_free(sf);
 567         sched_unpin();
 568         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 569                 *mp = mp1;
 570                 *ma_offs = ma_offs1;
 571         }
 572         return (error);
 573 }
 574
 575 static int
 576 md_malloc_move_vlist(bus_dma_segment_t **pvlist, int *pma_offs,
 577     unsigned len, void *ptr, u_char fill, int op)
 578 {
 579         bus_dma_segment_t *vlist;
 580         uint8_t *p, *end, first;
 581         off_t *uc;
 582         int ma_offs, seg_len;
 583
 584         vlist = *pvlist;
 585         ma_offs = *pma_offs;
 586         uc = ptr;
 587
 588         for (; len != 0; len -= seg_len) {
 589                 seg_len = imin(vlist->ds_len - ma_offs, len);
 590                 p = (uint8_t *)(uintptr_t)vlist->ds_addr + ma_offs;
 591                 switch (op) {
 592                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 593                         bzero(p, seg_len);
 594                         break;
 595                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 596                         memset(p, fill, seg_len);
 597                         break;
 598                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 599                         bcopy(ptr, p, seg_len);
 600                         cpu_flush_dcache(p, seg_len);
 601                         break;
 602                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 603                         bcopy(p, ptr, seg_len);
 604                         break;
 605                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 606                         end = p + seg_len;
 607                         first = *uc = *p;
 608                         /* Confirm all following bytes match the first */
 609                         while (++p < end) {
 610                                 if (*p != first)
 611                                         return (EDOOFUS);
 612                         }
 613                         break;
 614                 default:
 615                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_vlist unknown op %d\n", op));
 616                         break;
 617                 }
 618
 619                 ma_offs += seg_len;
 620                 if (ma_offs == vlist->ds_len) {
 621                         ma_offs = 0;
 622                         vlist++;
 623                 }
 624                 ptr = (uint8_t *)ptr + seg_len;
 625         }
 626         *pvlist = vlist;
 627         *pma_offs = ma_offs;
 628
 629         return (0);
 630 }
 631
 632 static int
 633 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 634 {
 635         u_char *dst;
 636         vm_page_t *m;
 637         bus_dma_segment_t *vlist;
 638         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 639         off_t secno, nsec, uc;
 640         uintptr_t sp, osp;
 641
 642         switch (bp->bio_cmd) {
 643         case BIO_READ:
 644         case BIO_WRITE:
 645         case BIO_DELETE:
 646                 break;
 647         default:
 648                 return (EOPNOTSUPP);
 649         }
 650
 651         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 652         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
 653             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
 654         if (notmapped) {
 655                 m = bp->bio_ma;
 656                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 657                 dst = NULL;
 658                 KASSERT(vlist == NULL, ("vlists cannot be unmapped"));
 659         } else if (vlist != NULL) {
 660                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 661                 dst = NULL;
 662         } else {
 663                 dst = bp->bio_data;
 664         }
 665
 666         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 667         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 668         error = 0;
 669         while (nsec--) {
 670                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 671                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 672                         if (osp != 0)
 673                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 674                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 675                         if (osp == 0) {
 676                                 if (notmapped) {
 677                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 678                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 679                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 680                                 } else if (vlist != NULL) {
 681                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 682                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, 0,
 683                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 684                                 } else
 685                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 686                         } else if (osp <= 255) {
 687                                 if (notmapped) {
 688                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 689                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 690                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 691                                 } else if (vlist != NULL) {
 692                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 693                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, osp,
 694                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 695                                 } else
 696                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 697                         } else {
 698                                 if (notmapped) {
 699                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 700                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 701                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 702                                 } else if (vlist != NULL) {
 703                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 704                                             &ma_offs, sc->sectorsize,
 705                                             (void *)osp, 0,
 706                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 707                                 } else {
 708                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 709                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 710                                 }
 711                         }
 712                         osp = 0;
 713                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 714                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 715                                 if (notmapped) {
 716                                         error1 = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
 717                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 718                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 719                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 720                                 } else if (vlist != NULL) {
 721                                         error1 = md_malloc_move_vlist(&vlist,
 722                                             &ma_offs, sc->sectorsize, &uc, 0,
 723                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 724                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 725                                 } else {
 726                                         uc = dst[0];
 727                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 728                                                 if (dst[i] != uc)
 729                                                         break;
 730                                         }
 731                                 }
 732                         } else {
 733                                 i = 0;
 734                                 uc = 0;
 735                         }
 736                         if (i == sc->sectorsize) {
 737                                 if (osp != uc)
 738                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 739                         } else {
 740                                 if (osp <= 255) {
 741                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 742                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 743                                             M_NOWAIT);
 744                                         if (sp == 0) {
 745                                                 error = ENOSPC;
 746                                                 break;
 747                                         }
 748                                         if (notmapped) {
 749                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 750                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 751                                                     (void *)sp, 0,
 752                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 753                                         } else if (vlist != NULL) {
 754                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 755                                                     &vlist, &ma_offs,
 756                                                     sc->sectorsize, (void *)sp,
 757                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 758                                         } else {
 759                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 760                                                     sc->sectorsize);
 761                                         }
 762                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 763                                 } else {
 764                                         if (notmapped) {
 765                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
 766                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 767                                                     (void *)osp, 0,
 768                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 769                                         } else if (vlist != NULL) {
 770                                                 error = md_malloc_move_vlist(
 771                                                     &vlist, &ma_offs,
 772                                                     sc->sectorsize, (void *)osp,
 773                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 774                                         } else {
 775                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 776                                                     sc->sectorsize);
 777                                         }
 778                                         osp = 0;
 779                                 }
 780                         }
 781                 } else {
 782                         error = EOPNOTSUPP;
 783                 }
 784                 if (osp > 255)
 785                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 786                 if (error != 0)
 787                         break;
 788                 secno++;
 789                 if (!notmapped && vlist == NULL)
 790                         dst += sc->sectorsize;
 791         }
 792         bp->bio_resid = 0;
 793         return (error);
 794 }
 795
 796 static void
 797 mdcopyto_vlist(void *src, bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, off_t len)
 798 {
 799         off_t seg_len;
 800
 801         while (offset >= vlist->ds_len) {
 802                 offset -= vlist->ds_len;
 803                 vlist++;
 804         }
 805
 806         while (len != 0) {
 807                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 808                 bcopy(src, (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset),
 809                     seg_len);
 810                 offset = 0;
 811                 src = (uint8_t *)src + seg_len;
 812                 len -= seg_len;
 813                 vlist++;
 814         }
 815 }
 816
 817 static void
 818 mdcopyfrom_vlist(bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, void *dst, off_t len)
 819 {
 820         off_t seg_len;
 821
 822         while (offset >= vlist->ds_len) {
 823                 offset -= vlist->ds_len;
 824                 vlist++;
 825         }
 826
 827         while (len != 0) {
 828                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
 829                 bcopy((void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset), dst,
 830                     seg_len);
 831                 offset = 0;
 832                 dst = (uint8_t *)dst + seg_len;
 833                 len -= seg_len;
 834                 vlist++;
 835         }
 836 }
 837
 838 static int
 839 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 840 {
 841         uint8_t *p;
 842
 843         p = sc->pl_ptr + bp->bio_offset;
 844         switch (bp->bio_cmd) {
 845         case BIO_READ:
 846                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 847                         mdcopyto_vlist(p, (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 848                             bp->bio_ma_offset, bp->bio_length);
 849                 } else {
 850                         bcopy(p, bp->bio_data, bp->bio_length);
 851                 }
 852                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 853                 break;
 854         case BIO_WRITE:
 855                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 856                         mdcopyfrom_vlist((bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
 857                             bp->bio_ma_offset, p, bp->bio_length);
 858                 } else {
 859                         bcopy(bp->bio_data, p, bp->bio_length);
 860                 }
 861                 break;
 862         }
 863         bp->bio_resid = 0;
 864         return (0);
 865 }
 866
 867 static int
 868 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 869 {
 870         int error;
 871         struct uio auio;
 872         struct iovec aiov;
 873         struct iovec *piov;
 874         struct mount *mp;
 875         struct vnode *vp;
 876         struct buf *pb;
 877         bus_dma_segment_t *vlist;
 878         struct thread *td;
 879         off_t iolen, len, zerosize;
 880         int ma_offs, npages;
 881
 882         switch (bp->bio_cmd) {
 883         case BIO_READ:
 884                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 885                 break;
 886         case BIO_WRITE:
 887         case BIO_DELETE:
 888                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 889                 break;
 890         case BIO_FLUSH:
 891                 break;
 892         default:
 893                 return (EOPNOTSUPP);
 894         }
 895
 896         td = curthread;
 897         vp = sc->vnode;
 898         pb = NULL;
 899         piov = NULL;
 900         ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 901         len = bp->bio_length;
 902
 903         /*
 904          * VNODE I/O
 905          *
 906          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 907          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 908          * still valid.
 909          */
 910
 911         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 912                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 913                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 914                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 915                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 916                 vn_finished_write(mp);
 917                 return (error);
 918         }
 919
 920         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 921         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 922         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 923         auio.uio_td = td;
 924
 925         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 926                 /*
 927                  * Emulate BIO_DELETE by writing zeros.
 928                  */
 929                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 930                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 931                 auio.uio_iovcnt = howmany(bp->bio_length, zerosize);
 932                 piov = malloc(sizeof(*piov) * auio.uio_iovcnt, M_MD, M_WAITOK);
 933                 auio.uio_iov = piov;
 934                 while (len > 0) {
 935                         piov->iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 936                         piov->iov_len = len;
 937                         if (len > zerosize)
 938                                 piov->iov_len = zerosize;
 939                         len -= piov->iov_len;
 940                         piov++;
 941                 }
 942                 piov = auio.uio_iov;
 943         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
 944                 piov = malloc(sizeof(*piov) * bp->bio_ma_n, M_MD, M_WAITOK);
 945                 auio.uio_iov = piov;
 946                 vlist = (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data;
 947                 while (len > 0) {
 948                         piov->iov_base = (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr +
 949                             ma_offs);
 950                         piov->iov_len = vlist->ds_len - ma_offs;
 951                         if (piov->iov_len > len)
 952                                 piov->iov_len = len;
 953                         len -= piov->iov_len;
 954                         ma_offs = 0;
 955                         vlist++;
 956                         piov++;
 957                 }
 958                 auio.uio_iovcnt = piov - auio.uio_iov;
 959                 piov = auio.uio_iov;
 960         } else if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 961                 pb = getpbuf(&md_vnode_pbuf_freecnt);
 962                 bp->bio_resid = len;
 963 unmapped_step:
 964                 npages = atop(min(MAXPHYS, round_page(len + (ma_offs &
 965                     PAGE_MASK))));
 966                 iolen = min(ptoa(npages) - (ma_offs & PAGE_MASK), len);
 967                 KASSERT(iolen > 0, ("zero iolen"));
 968                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data,
 969                     &bp->bio_ma[atop(ma_offs)], npages);
 970                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 971                     (ma_offs & PAGE_MASK));
 972                 aiov.iov_len = iolen;
 973                 auio.uio_iov = &aiov;
 974                 auio.uio_iovcnt = 1;
 975                 auio.uio_resid = iolen;
 976         } else {
 977                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 978                 aiov.iov_len = bp->bio_length;
 979                 auio.uio_iov = &aiov;
 980                 auio.uio_iovcnt = 1;
 981         }
 982         /*
 983          * When reading set IO_DIRECT to try to avoid double-caching
 984          * the data.  When writing IO_DIRECT is not optimal.
 985          */
 986         if (auio.uio_rw == UIO_READ) {
 987                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 988                 error = VOP_READ(vp, &auio, IO_DIRECT, sc->cred);
 989                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 990         } else {
 991                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 992                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 993                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
 994                     sc->cred);
 995                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 996                 vn_finished_write(mp);
 997                 if (error == 0)
 998                         sc->flags &= ~MD_VERIFY;
 999         }
1000
1001         if (pb != NULL) {
1002                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, npages);
1003                 if (error == 0) {
1004                         len -= iolen;
1005                         bp->bio_resid -= iolen;
1006                         ma_offs += iolen;
1007                         if (len > 0)
1008                                 goto unmapped_step;
1009                 }
1010                 relpbuf(pb, &md_vnode_pbuf_freecnt);
1011         }
1012
1013         free(piov, M_MD);
1014         if (pb == NULL)
1015                 bp->bio_resid = auio.uio_resid;
1016         return (error);
1017 }
1018
1019 static void
1020 md_swap_page_free(vm_page_t m)
1021 {
1022
1023         vm_page_xunbusy(m);
1024         vm_page_lock(m);
1025         vm_page_free(m);
1026         vm_page_unlock(m);
1027 }
1028
1029 static int
1030 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1031 {
1032         vm_page_t m;
1033         u_char *p;
1034         vm_pindex_t i, lastp;
1035         bus_dma_segment_t *vlist;
1036         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
1037
1038         switch (bp->bio_cmd) {
1039         case BIO_READ:
1040         case BIO_WRITE:
1041         case BIO_DELETE:
1042                 break;
1043         default:
1044                 return (EOPNOTSUPP);
1045         }
1046
1047         p = bp->bio_data;
1048         ma_offs = (bp->bio_flags & (BIO_UNMAPPED|BIO_VLIST)) != 0 ?
1049             bp->bio_ma_offset : 0;
1050         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
1051             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
1052
1053         /*
1054          * offs is the offset at which to start operating on the
1055          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
1056          * which we're going to operate.  lastend is the ending
1057          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
1058          * we're operating on complete aligned pages).
1059          */
1060         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
1061         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
1062         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
1063
1064         rv = VM_PAGER_OK;
1065         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1066         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
1067         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
1068                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
1069                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
1070                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
1071                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1072                                 rv = VM_PAGER_OK;
1073                         else
1074                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1075                                     NULL, NULL);
1076                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1077                                 md_swap_page_free(m);
1078                                 break;
1079                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1080                                 /*
1081                                  * Pager does not have the page.  Zero
1082                                  * the allocated page, and mark it as
1083                                  * valid. Do not set dirty, the page
1084                                  * can be recreated if thrown out.
1085                                  */
1086                                 pmap_zero_page(m);
1087                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1088                         }
1089                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1090                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
1091                                     ma_offs, len);
1092                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1093                                 physcopyout_vlist(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs,
1094                                     vlist, ma_offs, len);
1095                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1096                         } else {
1097                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
1098                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1099                         }
1100                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1101                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1102                                 rv = VM_PAGER_OK;
1103                         else
1104                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1105                                     NULL, NULL);
1106                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1107                                 md_swap_page_free(m);
1108                                 break;
1109                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL)
1110                                 pmap_zero_page(m);
1111
1112                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1113                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
1114                                     offs, len);
1115                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1116                                 physcopyin_vlist(vlist, ma_offs,
1117                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1118                         } else {
1119                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1120                         }
1121
1122                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1123                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1124                                 vm_page_dirty(m);
1125                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1126                         }
1127                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
1128                         if (len == PAGE_SIZE || m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1129                                 rv = VM_PAGER_OK;
1130                         else
1131                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1132                                     NULL, NULL);
1133                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1134                                 md_swap_page_free(m);
1135                                 break;
1136                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1137                                 md_swap_page_free(m);
1138                                 m = NULL;
1139                         } else {
1140                                 /* Page is valid. */
1141                                 if (len != PAGE_SIZE) {
1142                                         pmap_zero_page_area(m, offs, len);
1143                                         if (m->dirty != VM_PAGE_BITS_ALL) {
1144                                                 vm_page_dirty(m);
1145                                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1146                                         }
1147                                 } else {
1148                                         vm_pager_page_unswapped(m);
1149                                         md_swap_page_free(m);
1150                                         m = NULL;
1151                                 }
1152                         }
1153                 }
1154                 if (m != NULL) {
1155                         vm_page_xunbusy(m);
1156                         vm_page_lock(m);
1157                         if (vm_page_active(m))
1158                                 vm_page_reference(m);
1159                         else
1160                                 vm_page_activate(m);
1161                         vm_page_unlock(m);
1162                 }
1163
1164                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
1165                 p += PAGE_SIZE - offs;
1166                 offs = 0;
1167                 ma_offs += len;
1168         }
1169         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
1170         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1171         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
1172 }
1173
1174 static int
1175 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1176 {
1177
1178         switch (bp->bio_cmd) {
1179         case BIO_READ:
1180                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
1181                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
1182                 break;
1183         case BIO_WRITE:
1184                 break;
1185         }
1186         bp->bio_resid = 0;
1187         return (0);
1188 }
1189
1190 static void
1191 md_kthread(void *arg)
1192 {
1193         struct md_s *sc;
1194         struct bio *bp;
1195         int error;
1196
1197         sc = arg;
1198         thread_lock(curthread);
1199         sched_prio(curthread, PRIBIO);
1200         thread_unlock(curthread);
1201         if (sc->type == MD_VNODE)
1202                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
1203
1204         for (;;) {
1205                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1206                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
1207                         sc->flags |= MD_EXITING;
1208                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1209                         kproc_exit(0);
1210                 }
1211                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
1212                 if (!bp) {
1213                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
1214                         continue;
1215                 }
1216                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1217                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
1218                         int isv = ((sc->flags & MD_VERIFY) != 0);
1219
1220                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
1221                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
1222                             sc->fwsectors) ||
1223                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
1224                             sc->fwheads))) ||
1225                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
1226                                 error = -1;
1227                         else if (sc->ident[0] != '\0' &&
1228                             g_handleattr_str(bp, "GEOM::ident", sc->ident))
1229                                 error = -1;
1230                         else if (g_handleattr_int(bp, "MNT::verified", isv))
1231                                 error = -1;
1232                         else
1233                                 error = EOPNOTSUPP;
1234                 } else {
1235                         error = sc->start(sc, bp);
1236                 }
1237
1238                 if (error != -1) {
1239                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
1240                         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
1241                                 devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
1242                         g_io_deliver(bp, error);
1243                 }
1244         }
1245 }
1246
1247 static struct md_s *
1248 mdfind(int unit)
1249 {
1250         struct md_s *sc;
1251
1252         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1253                 if (sc->unit == unit)
1254                         break;
1255         }
1256         return (sc);
1257 }
1258
1259 static struct md_s *
1260 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1261 {
1262         struct md_s *sc;
1263         int error;
1264
1265         *errp = 0;
1266         if (unit == -1)
1267                 unit = alloc_unr(md_uh);
1268         else
1269                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1270
1271         if (unit == -1) {
1272                 *errp = EBUSY;
1273                 return (NULL);
1274         }
1275
1276         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1277         sc->type = type;
1278         bioq_init(&sc->bio_queue);
1279         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1280         mtx_init(&sc->stat_mtx, "md stat", NULL, MTX_DEF);
1281         sc->unit = unit;
1282         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1283         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1284         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1285         if (error == 0)
1286                 return (sc);
1287         LIST_REMOVE(sc, list);
1288         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1289         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1290         free_unr(md_uh, sc->unit);
1291         free(sc, M_MD);
1292         *errp = error;
1293         return (NULL);
1294 }
1295
1296 static void
1297 mdinit(struct md_s *sc)
1298 {
1299         struct g_geom *gp;
1300         struct g_provider *pp;
1301
1302         g_topology_lock();
1303         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1304         gp->softc = sc;
1305         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1306         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1307         pp->mediasize = sc->mediasize;
1308         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1309         switch (sc->type) {
1310         case MD_MALLOC:
1311         case MD_VNODE:
1312         case MD_SWAP:
1313                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1314                 break;
1315         case MD_PRELOAD:
1316         case MD_NULL:
1317                 break;
1318         }
1319         sc->gp = gp;
1320         sc->pp = pp;
1321         g_error_provider(pp, 0);
1322         g_topology_unlock();
1323         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1324             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1325 }
1326
1327 static int
1328 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1329 {
1330         uintptr_t sp;
1331         int error;
1332         off_t u;
1333
1334         error = 0;
1335         if (mdr->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1336                 return (EINVAL);
1337         if (mdr->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdr->md_sectorsize))
1338                 return (EINVAL);
1339         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1340         if (mdr->md_options & MD_RESERVE)
1341                 mdr->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1342         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1343                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1344         if (mdr->md_fwheads != 0)
1345                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1346         sc->flags = mdr->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1347         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1348         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1349             0x1ff, 0);
1350         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1351                 off_t nsectors;
1352
1353                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1354                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1355                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1356                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1357                         if (sp != 0)
1358                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1359                         else
1360                                 error = ENOMEM;
1361                         if (error != 0)
1362                                 break;
1363                 }
1364         }
1365         return (error);
1366 }
1367
1368
1369 static int
1370 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1371 {
1372         char *tmpbuf;
1373         int error = 0;
1374
1375         /*
1376          * Set credits in our softc
1377          */
1378
1379         if (sc->cred)
1380                 crfree(sc->cred);
1381         sc->cred = crhold(cred);
1382
1383         /*
1384          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1385          */
1386
1387         if (sc->vnode) {
1388                 struct uio auio;
1389                 struct iovec aiov;
1390
1391                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1392                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1393
1394                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1395                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1396                 auio.uio_iov = &aiov;
1397                 auio.uio_iovcnt = 1;
1398                 auio.uio_offset = 0;
1399                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1400                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1401                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1402                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1403                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1404                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1405                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1406         }
1407         return (error);
1408 }
1409
1410 static int
1411 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1412 {
1413         struct vattr vattr;
1414         struct nameidata nd;
1415         char *fname;
1416         int error, flags;
1417
1418         fname = mdr->md_file;
1419         if (mdr->md_file_seg == UIO_USERSPACE) {
1420                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1421                 if (error != 0)
1422                         return (error);
1423         } else if (mdr->md_file_seg == UIO_SYSSPACE)
1424                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1425         else
1426                 return (EDOOFUS);
1427
1428         /*
1429          * If the user specified that this is a read only device, don't
1430          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1431          */
1432         flags = FREAD | ((mdr->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE) \
1433             | ((mdr->md_options & MD_VERIFY) ? O_VERIFY : 0);
1434         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1435         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1436         if (error != 0)
1437                 return (error);
1438         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1439         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1440                 error = EINVAL;
1441                 goto bad;
1442         }
1443         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1444         if (error != 0)
1445                 goto bad;
1446         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1447                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1448                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1449                         /* Forced unmount. */
1450                         error = EBADF;
1451                         goto bad;
1452                 }
1453         }
1454         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1455         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1456
1457         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1458                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1459         if (mdr->md_fwheads != 0)
1460                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1461         snprintf(sc->ident, sizeof(sc->ident), "MD-DEV%ju-INO%ju",
1462             (uintmax_t)vattr.va_fsid, (uintmax_t)vattr.va_fileid);
1463         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_ASYNC | MD_VERIFY);
1464         if (!(flags & FWRITE))
1465                 sc->flags |= MD_READONLY;
1466         sc->vnode = nd.ni_vp;
1467
1468         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1469         if (error != 0) {
1470                 sc->vnode = NULL;
1471                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1472                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1473                 goto bad;
1474         }
1475         return (0);
1476 bad:
1477         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1478         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1479         return (error);
1480 }
1481
1482 static int
1483 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1484 {
1485
1486         if (sc->gp) {
1487                 sc->gp->softc = NULL;
1488                 g_topology_lock();
1489                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1490                 g_topology_unlock();
1491                 sc->gp = NULL;
1492                 sc->pp = NULL;
1493         }
1494         if (sc->devstat) {
1495                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1496                 sc->devstat = NULL;
1497         }
1498         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1499         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1500         wakeup(sc);
1501         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1502                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1503         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1504         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1505         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1506         if (sc->vnode != NULL) {
1507                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1508                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1509                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1510                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1511                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1512         }
1513         if (sc->cred != NULL)
1514                 crfree(sc->cred);
1515         if (sc->object != NULL)
1516                 vm_object_deallocate(sc->object);
1517         if (sc->indir)
1518                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1519         if (sc->uma)
1520                 uma_zdestroy(sc->uma);
1521
1522         LIST_REMOVE(sc, list);
1523         free_unr(md_uh, sc->unit);
1524         free(sc, M_MD);
1525         return (0);
1526 }
1527
1528 static int
1529 mdresize(struct md_s *sc, struct md_req *mdr)
1530 {
1531         int error, res;
1532         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1533
1534         switch (sc->type) {
1535         case MD_VNODE:
1536         case MD_NULL:
1537                 break;
1538         case MD_SWAP:
1539                 if (mdr->md_mediasize <= 0 ||
1540                     (mdr->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1541                         return (EDOM);
1542                 oldpages = OFF_TO_IDX(round_page(sc->mediasize));
1543                 newpages = OFF_TO_IDX(round_page(mdr->md_mediasize));
1544                 if (newpages < oldpages) {
1545                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1546                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1547                         swap_pager_freespace(sc->object, newpages,
1548                             oldpages - newpages);
1549                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1550                             newpages), sc->cred);
1551                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1552                         sc->object->size = newpages;
1553                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1554                 } else if (newpages > oldpages) {
1555                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1556                             oldpages), sc->cred);
1557                         if (!res)
1558                                 return (ENOMEM);
1559                         if ((mdr->md_options & MD_RESERVE) ||
1560                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1561                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1562                                     oldpages, newpages - oldpages);
1563                                 if (error < 0) {
1564                                         swap_release_by_cred(
1565                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1566                                             sc->cred);
1567                                         return (EDOM);
1568                                 }
1569                         }
1570                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1571                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1572                         sc->object->size = newpages;
1573                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1574                 }
1575                 break;
1576         default:
1577                 return (EOPNOTSUPP);
1578         }
1579
1580         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1581         g_topology_lock();
1582         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1583         g_topology_unlock();
1584         return (0);
1585 }
1586
1587 static int
1588 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1589 {
1590         vm_ooffset_t npage;
1591         int error;
1592
1593         /*
1594          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1595          * multiple of page size.
1596          */
1597         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1598                 return (EDOM);
1599
1600         /*
1601          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1602          *
1603          * Note the truncation.
1604          */
1605
1606         if ((mdr->md_options & MD_VERIFY) != 0)
1607                 return (EINVAL);
1608         npage = mdr->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1609         if (mdr->md_fwsectors != 0)
1610                 sc->fwsectors = mdr->md_fwsectors;
1611         if (mdr->md_fwheads != 0)
1612                 sc->fwheads = mdr->md_fwheads;
1613         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1614             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1615         if (sc->object == NULL)
1616                 return (ENOMEM);
1617         sc->flags = mdr->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1618         if (mdr->md_options & MD_RESERVE) {
1619                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1620                         error = EDOM;
1621                         goto finish;
1622                 }
1623         }
1624         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1625  finish:
1626         if (error != 0) {
1627                 vm_object_deallocate(sc->object);
1628                 sc->object = NULL;
1629         }
1630         return (error);
1631 }
1632
1633 static int
1634 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_req *mdr, struct thread *td)
1635 {
1636
1637         /*
1638          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1639          * multiple of page size.
1640          */
1641         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1642                 return (EDOM);
1643
1644         return (0);
1645 }
1646
1647 static int
1648 kern_mdattach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1649 {
1650         struct md_s *sc;
1651         unsigned sectsize;
1652         int error, i;
1653
1654         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1655
1656         switch (mdr->md_type) {
1657         case MD_MALLOC:
1658         case MD_PRELOAD:
1659         case MD_VNODE:
1660         case MD_SWAP:
1661         case MD_NULL:
1662                 break;
1663         default:
1664                 return (EINVAL);
1665         }
1666         if (mdr->md_sectorsize == 0)
1667                 sectsize = DEV_BSIZE;
1668         else
1669                 sectsize = mdr->md_sectorsize;
1670         if (sectsize > MAXPHYS || mdr->md_mediasize < sectsize)
1671                 return (EINVAL);
1672         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1673                 sc = mdnew(-1, &error, mdr->md_type);
1674         else {
1675                 if (mdr->md_unit > INT_MAX)
1676                         return (EINVAL);
1677                 sc = mdnew(mdr->md_unit, &error, mdr->md_type);
1678         }
1679         if (sc == NULL)
1680                 return (error);
1681         if (mdr->md_label != NULL)
1682                 error = copyinstr(mdr->md_label, sc->label,
1683                     sizeof(sc->label), NULL);
1684         if (error != 0)
1685                 goto err_after_new;
1686         if (mdr->md_options & MD_AUTOUNIT)
1687                 mdr->md_unit = sc->unit;
1688         sc->mediasize = mdr->md_mediasize;
1689         sc->sectorsize = sectsize;
1690         error = EDOOFUS;
1691         switch (sc->type) {
1692         case MD_MALLOC:
1693                 sc->start = mdstart_malloc;
1694                 error = mdcreate_malloc(sc, mdr);
1695                 break;
1696         case MD_PRELOAD:
1697                 /*
1698                  * We disallow attaching preloaded memory disks via
1699                  * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1700                  * attached in g_md_init().
1701                  */
1702                 error = EOPNOTSUPP;
1703                 break;
1704         case MD_VNODE:
1705                 sc->start = mdstart_vnode;
1706                 error = mdcreate_vnode(sc, mdr, td);
1707                 break;
1708         case MD_SWAP:
1709                 sc->start = mdstart_swap;
1710                 error = mdcreate_swap(sc, mdr, td);
1711                 break;
1712         case MD_NULL:
1713                 sc->start = mdstart_null;
1714                 error = mdcreate_null(sc, mdr, td);
1715                 break;
1716         }
1717 err_after_new:
1718         if (error != 0) {
1719                 mddestroy(sc, td);
1720                 return (error);
1721         }
1722
1723         /* Prune off any residual fractional sector */
1724         i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1725         sc->mediasize -= i;
1726
1727         mdinit(sc);
1728         return (0);
1729 }
1730
1731 static int
1732 kern_mdattach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1733 {
1734         int error;
1735
1736         sx_xlock(&md_sx);
1737         error = kern_mdattach_locked(td, mdr);
1738         sx_xunlock(&md_sx);
1739         return (error);
1740 }
1741
1742 static int
1743 kern_mddetach_locked(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1744 {
1745         struct md_s *sc;
1746
1747         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1748
1749         if (mdr->md_mediasize != 0 ||
1750             (mdr->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1751                 return (EINVAL);
1752
1753         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1754         if (sc == NULL)
1755                 return (ENOENT);
1756         if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1757             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1758                 return (EBUSY);
1759         return (mddestroy(sc, td));
1760 }
1761
1762 static int
1763 kern_mddetach(struct thread *td, struct md_req *mdr)
1764 {
1765         int error;
1766
1767         sx_xlock(&md_sx);
1768         error = kern_mddetach_locked(td, mdr);
1769         sx_xunlock(&md_sx);
1770         return (error);
1771 }
1772
1773 static int
1774 kern_mdresize_locked(struct md_req *mdr)
1775 {
1776         struct md_s *sc;
1777
1778         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1779
1780         if ((mdr->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1781                 return (EINVAL);
1782
1783         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1784         if (sc == NULL)
1785                 return (ENOENT);
1786         if (mdr->md_mediasize < sc->sectorsize)
1787                 return (EINVAL);
1788         if (mdr->md_mediasize < sc->mediasize &&
1789             !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1790             !(mdr->md_options & MD_FORCE))
1791                 return (EBUSY);
1792         return (mdresize(sc, mdr));
1793 }
1794
1795 static int
1796 kern_mdresize(struct md_req *mdr)
1797 {
1798         int error;
1799
1800         sx_xlock(&md_sx);
1801         error = kern_mdresize_locked(mdr);
1802         sx_xunlock(&md_sx);
1803         return (error);
1804 }
1805
1806 static int
1807 kern_mdquery_locked(struct md_req *mdr)
1808 {
1809         struct md_s *sc;
1810         int error;
1811
1812         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1813
1814         sc = mdfind(mdr->md_unit);
1815         if (sc == NULL)
1816                 return (ENOENT);
1817         mdr->md_type = sc->type;
1818         mdr->md_options = sc->flags;
1819         mdr->md_mediasize = sc->mediasize;
1820         mdr->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1821         error = 0;
1822         if (mdr->md_label != NULL) {
1823                 error = copyout(sc->label, mdr->md_label,
1824                     strlen(sc->label) + 1);
1825                 if (error != 0)
1826                         return (error);
1827         }
1828         if (sc->type == MD_VNODE ||
1829             (sc->type == MD_PRELOAD && mdr->md_file != NULL))
1830                 error = copyout(sc->file, mdr->md_file,
1831                     strlen(sc->file) + 1);
1832         return (error);
1833 }
1834
1835 static int
1836 kern_mdquery(struct md_req *mdr)
1837 {
1838         int error;
1839
1840         sx_xlock(&md_sx);
1841         error = kern_mdquery_locked(mdr);
1842         sx_xunlock(&md_sx);
1843         return (error);
1844 }
1845
1846 static int
1847 kern_mdlist_locked(struct md_req *mdr)
1848 {
1849         struct md_s *sc;
1850         int i;
1851
1852         sx_assert(&md_sx, SA_XLOCKED);
1853
1854         /*
1855          * Write the number of md devices to mdr->md_units[0].
1856          * Write the unit number of the first (mdr->md_units_nitems - 2)
1857          * units to mdr->md_units[1::(mdr->md_units - 2)] and terminate the
1858          * list with -1.
1859          *
1860          * XXX: There is currently no mechanism to retrieve unit
1861          * numbers for more than (MDNPAD - 2) units.
1862          *
1863          * XXX: Due to the use of LIST_INSERT_HEAD in mdnew(), the
1864          * list of visible unit numbers not stable.
1865          */
1866         i = 1;
1867         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1868                 if (i < mdr->md_units_nitems - 1)
1869                         mdr->md_units[i] = sc->unit;
1870                 i++;
1871         }
1872         mdr->md_units[MIN(i, mdr->md_units_nitems - 1)] = -1;
1873         mdr->md_units[0] = i - 1;
1874         return (0);
1875 }
1876
1877 static int
1878 kern_mdlist(struct md_req *mdr)
1879 {
1880         int error;
1881
1882         sx_xlock(&md_sx);
1883         error = kern_mdlist_locked(mdr);
1884         sx_xunlock(&md_sx);
1885         return (error);
1886 }
1887
1888 /* Copy members that are not userspace pointers. */
1889 #define MD_IOCTL2REQ(mdio, mdr) do {                                    \
1890         (mdr)->md_unit = (mdio)->md_unit;                               \
1891         (mdr)->md_type = (mdio)->md_type;                               \
1892         (mdr)->md_mediasize = (mdio)->md_mediasize;                     \
1893         (mdr)->md_sectorsize = (mdio)->md_sectorsize;                   \
1894         (mdr)->md_options = (mdio)->md_options;                         \
1895         (mdr)->md_fwheads = (mdio)->md_fwheads;                         \
1896         (mdr)->md_fwsectors = (mdio)->md_fwsectors;                     \
1897         (mdr)->md_units = &(mdio)->md_pad[0];                           \
1898         (mdr)->md_units_nitems = nitems((mdio)->md_pad);                \
1899 } while(0)
1900
1901 /* Copy members that might have been updated */
1902 #define MD_REQ2IOCTL(mdr, mdio) do {                                    \
1903         (mdio)->md_unit = (mdr)->md_unit;                               \
1904         (mdio)->md_type = (mdr)->md_type;                               \
1905         (mdio)->md_mediasize = (mdr)->md_mediasize;                     \
1906         (mdio)->md_sectorsize = (mdr)->md_sectorsize;                   \
1907         (mdio)->md_options = (mdr)->md_options;                         \
1908         (mdio)->md_fwheads = (mdr)->md_fwheads;                         \
1909         (mdio)->md_fwsectors = (mdr)->md_fwsectors;                     \
1910 } while(0)
1911
1912 static int
1913 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags,
1914     struct thread *td)
1915 {
1916         struct md_req mdr;
1917         int error;
1918
1919         if (md_debug)
1920                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1921                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1922
1923         bzero(&mdr, sizeof(mdr));
1924         switch (cmd) {
1925         case MDIOCATTACH:
1926         case MDIOCDETACH:
1927         case MDIOCRESIZE:
1928         case MDIOCQUERY:
1929         case MDIOCLIST: {
1930                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1931                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1932                         return (EINVAL);
1933                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1934                 mdr.md_file = mdio->md_file;
1935                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1936                 /* If the file is adjacent to the md_ioctl it's in kernel. */
1937                 if ((void *)mdio->md_file == (void *)(mdio + 1))
1938                         mdr.md_file_seg = UIO_SYSSPACE;
1939                 mdr.md_label = mdio->md_label;
1940                 break;
1941         }
1942 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1943         case MDIOCATTACH_32:
1944         case MDIOCDETACH_32:
1945         case MDIOCRESIZE_32:
1946         case MDIOCQUERY_32:
1947         case MDIOCLIST_32: {
1948                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
1949                 if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1950                         return (EINVAL);
1951                 MD_IOCTL2REQ(mdio, &mdr);
1952                 mdr.md_file = (void *)(uintptr_t)mdio->md_file;
1953                 mdr.md_file_seg = UIO_USERSPACE;
1954                 mdr.md_label = (void *)(uintptr_t)mdio->md_label;
1955                 break;
1956         }
1957 #endif
1958         default:
1959                 /* Fall through to handler switch. */
1960                 break;
1961         }
1962
1963         error = 0;
1964         switch (cmd) {
1965         case MDIOCATTACH:
1966 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1967         case MDIOCATTACH_32:
1968 #endif
1969                 error = kern_mdattach(td, &mdr);
1970                 break;
1971         case MDIOCDETACH:
1972 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1973         case MDIOCDETACH_32:
1974 #endif
1975                 error = kern_mddetach(td, &mdr);
1976                 break;
1977         case MDIOCRESIZE:
1978 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1979         case MDIOCRESIZE_32:
1980 #endif
1981                 error = kern_mdresize(&mdr);
1982                 break;
1983         case MDIOCQUERY:
1984 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1985         case MDIOCQUERY_32:
1986 #endif
1987                 error = kern_mdquery(&mdr);
1988                 break;
1989         case MDIOCLIST:
1990 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
1991         case MDIOCLIST_32:
1992 #endif
1993                 error = kern_mdlist(&mdr);
1994                 break;
1995         default:
1996                 error = ENOIOCTL;
1997         }
1998
1999         switch (cmd) {
2000         case MDIOCATTACH:
2001         case MDIOCQUERY: {
2002                 struct md_ioctl *mdio = (struct md_ioctl *)addr;
2003                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
2004                 break;
2005         }
2006 #ifdef COMPAT_FREEBSD32
2007         case MDIOCATTACH_32:
2008         case MDIOCQUERY_32: {
2009                 struct md_ioctl32 *mdio = (struct md_ioctl32 *)addr;
2010                 MD_REQ2IOCTL(&mdr, mdio);
2011                 break;
2012         }
2013 #endif
2014         default:
2015                 /* Other commands to not alter mdr. */
2016                 break;
2017         }
2018
2019         return (error);
2020 }
2021
2022 static void
2023 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
2024 {
2025         struct md_s *sc;
2026         int error;
2027
2028         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
2029         if (sc == NULL)
2030                 return;
2031         sc->mediasize = length;
2032         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
2033         sc->pl_ptr = image;
2034         sc->pl_len = length;
2035         sc->start = mdstart_preload;
2036         if (name != NULL)
2037                 strlcpy(sc->file, name, sizeof(sc->file));
2038 #ifdef MD_ROOT
2039         if (sc->unit == 0) {
2040 #ifndef ROOTDEVNAME
2041                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
2042 #endif
2043 #ifdef MD_ROOT_READONLY
2044                 sc->flags |= MD_READONLY;
2045 #endif
2046         }
2047 #endif
2048         mdinit(sc);
2049         if (name != NULL) {
2050                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
2051                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
2052         } else {
2053                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
2054                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
2055         }
2056 }
2057
2058 static void
2059 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
2060 {
2061         caddr_t mod;
2062         u_char *ptr, *name, *type;
2063         unsigned len;
2064         int i;
2065
2066         /* figure out log2(NINDIR) */
2067         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
2068                 i >>= 1;
2069
2070         mod = NULL;
2071         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
2072         g_topology_unlock();
2073         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
2074 #ifdef MD_ROOT
2075         if (mfs_root_size != 0) {
2076                 sx_xlock(&md_sx);
2077                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
2078                     NULL);
2079                 sx_xunlock(&md_sx);
2080         }
2081 #endif
2082         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
2083         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
2084                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
2085                 if (name == NULL)
2086                         continue;
2087                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
2088                 if (type == NULL)
2089                         continue;
2090                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
2091                         continue;
2092                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
2093                 len = preload_fetch_size(mod);
2094                 if (ptr != NULL && len != 0) {
2095                         sx_xlock(&md_sx);
2096                         md_preloaded(ptr, len, name);
2097                         sx_xunlock(&md_sx);
2098                 }
2099         }
2100         md_vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 10;
2101         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
2102             0600, MDCTL_NAME);
2103         g_topology_lock();
2104 }
2105
2106 static void
2107 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
2108     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
2109 {
2110         struct md_s *mp;
2111         char *type;
2112
2113         mp = gp->softc;
2114         if (mp == NULL)
2115                 return;
2116
2117         switch (mp->type) {
2118         case MD_MALLOC:
2119                 type = "malloc";
2120                 break;
2121         case MD_PRELOAD:
2122                 type = "preload";
2123                 break;
2124         case MD_VNODE:
2125                 type = "vnode";
2126                 break;
2127         case MD_SWAP:
2128                 type = "swap";
2129                 break;
2130         case MD_NULL:
2131                 type = "null";
2132                 break;
2133         default:
2134                 type = "unknown";
2135                 break;
2136         }
2137
2138         if (pp != NULL) {
2139                 if (indent == NULL) {
2140                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
2141                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
2142                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
2143                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
2144                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
2145                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
2146                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2147                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0'))
2148                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
2149                         sbuf_printf(sb, " label %s", mp->label);
2150                 } else {
2151                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
2152                             mp->unit);
2153                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
2154                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
2155                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
2156                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
2157                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
2158                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
2159                         if (mp->ident[0] != '\0') {
2160                                 sbuf_printf(sb, "%s<ident>", indent);
2161                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->ident);
2162                                 sbuf_printf(sb, "</ident>\n");
2163                         }
2164                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
2165                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
2166                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
2167                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
2168                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
2169                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
2170                             "read-only");
2171                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
2172                             type);
2173                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
2174                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0')) {
2175                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
2176                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
2177                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
2178                         }
2179                         sbuf_printf(sb, "%s<label>", indent);
2180                         g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->label);
2181                         sbuf_printf(sb, "</label>\n");
2182                 }
2183         }
2184 }
2185
2186 static void
2187 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
2188 {
2189
2190         sx_destroy(&md_sx);
2191         if (status_dev != NULL)
2192                 destroy_dev(status_dev);
2193         delete_unrhdr(md_uh);
2194 }