sys/dev/md/md.c

   1 /*-
   2  * ----------------------------------------------------------------------------
   3  * "THE BEER-WARE LICENSE" (Revision 42):
   4  * <phk@FreeBSD.ORG> wrote this file.  As long as you retain this notice you
   5  * can do whatever you want with this stuff. If we meet some day, and you think
   6  * this stuff is worth it, you can buy me a beer in return.   Poul-Henning Kamp
   7  * ----------------------------------------------------------------------------
   8  *
   9  * $FreeBSD$
  10  *
  11  */
  12
  13 /*-
  14  * The following functions are based in the vn(4) driver: mdstart_swap(),
  15  * mdstart_vnode(), mdcreate_swap(), mdcreate_vnode() and mddestroy(),
  16  * and as such under the following copyright:
  17  *
  18  * Copyright (c) 1988 University of Utah.
  19  * Copyright (c) 1990, 1993
  20  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  21  * Copyright (c) 2013 The FreeBSD Foundation
  22  * All rights reserved.
  23  *
  24  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
  25  * the Systems Programming Group of the University of Utah Computer
  26  * Science Department.
  27  *
  28  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
  29  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
  30  *
  31  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  32  * modification, are permitted provided that the following conditions
  33  * are met:
  34  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  35  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  36  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  37  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  38  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  39  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  40  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  41  *    without specific prior written permission.
  42  *
  43  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  44  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  45  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  46  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  47  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  48  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  49  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  50  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  51  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  52  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  53  * SUCH DAMAGE.
  54  *
  55  * from: Utah Hdr: vn.c 1.13 94/04/02
  56  *
  57  *      from: @(#)vn.c  8.6 (Berkeley) 4/1/94
  58  * From: src/sys/dev/vn/vn.c,v 1.122 2000/12/16 16:06:03
  59  */
  60
  61 #include "opt_geom.h"
  62 #include "opt_md.h"
  63
  64 #include <sys/param.h>
  65 #include <sys/systm.h>
  66 #include <sys/bio.h>
  67 #include <sys/buf.h>
  68 #include <sys/conf.h>
  69 #include <sys/devicestat.h>
  70 #include <sys/fcntl.h>
  71 #include <sys/kernel.h>
  72 #include <sys/kthread.h>
  73 #include <sys/limits.h>
  74 #include <sys/linker.h>
  75 #include <sys/lock.h>
  76 #include <sys/malloc.h>
  77 #include <sys/mdioctl.h>
  78 #include <sys/mount.h>
  79 #include <sys/mutex.h>
  80 #include <sys/sx.h>
  81 #include <sys/namei.h>
  82 #include <sys/proc.h>
  83 #include <sys/queue.h>
  84 #include <sys/rwlock.h>
  85 #include <sys/sbuf.h>
  86 #include <sys/sched.h>
  87 #include <sys/sf_buf.h>
  88 #include <sys/sysctl.h>
  89 #include <sys/vnode.h>
  90
  91 #include <geom/geom.h>
  92 #include <geom/geom_int.h>
  93
  94 #include <vm/vm.h>
  95 #include <vm/vm_param.h>
  96 #include <vm/vm_object.h>
  97 #include <vm/vm_page.h>
  98 #include <vm/vm_pager.h>
  99 #include <vm/swap_pager.h>
 100 #include <vm/uma.h>
 101
 102 #define MD_MODVER 1
 103
 104 #define MD_SHUTDOWN     0x10000         /* Tell worker thread to terminate. */
 105 #define MD_EXITING      0x20000         /* Worker thread is exiting. */
 106
 107 #ifndef MD_NSECT
 108 #define MD_NSECT (10000 * 2)
 109 #endif
 110
 111 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
 112 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
 113
 114 static int md_debug;
 115 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0,
 116     "Enable md(4) debug messages");
 117 static int md_malloc_wait;
 118 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, md_malloc_wait, CTLFLAG_RW, &md_malloc_wait, 0,
 119     "Allow malloc to wait for memory allocations");
 120
 121 #if defined(MD_ROOT) && !defined(MD_ROOT_FSTYPE)
 122 #define MD_ROOT_FSTYPE  "ufs"
 123 #endif
 124
 125 #if defined(MD_ROOT)
 126 /*
 127  * Preloaded image gets put here.
 128  */
 129 #if defined(MD_ROOT_SIZE)
 130 /*
 131  * Applications that patch the object with the image can determine
 132  * the size looking at the start and end markers (strings),
 133  * so we want them contiguous.
 134  */
 135 static struct {
 136         u_char start[MD_ROOT_SIZE*1024];
 137         u_char end[128];
 138 } mfs_root = {
 139         .start = "MFS Filesystem goes here",
 140         .end = "MFS Filesystem had better STOP here",
 141 };
 142 const int mfs_root_size = sizeof(mfs_root.start);
 143 #else
 144 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root;
 145 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root_end;
 146 __GLOBL(mfs_root);
 147 __GLOBL(mfs_root_end);
 148 #define mfs_root_size ((uintptr_t)(&mfs_root_end - &mfs_root))
 149 #endif
 150 #endif
 151
 152 static g_init_t g_md_init;
 153 static g_fini_t g_md_fini;
 154 static g_start_t g_md_start;
 155 static g_access_t g_md_access;
 156 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent,
 157     struct g_geom *gp, struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
 158
 159 static struct cdev *status_dev = 0;
 160 static struct sx md_sx;
 161 static struct unrhdr *md_uh;
 162
 163 static d_ioctl_t mdctlioctl;
 164
 165 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
 166         .d_version =    D_VERSION,
 167         .d_ioctl =      mdctlioctl,
 168         .d_name =       MD_NAME,
 169 };
 170
 171 struct g_class g_md_class = {
 172         .name = "MD",
 173         .version = G_VERSION,
 174         .init = g_md_init,
 175         .fini = g_md_fini,
 176         .start = g_md_start,
 177         .access = g_md_access,
 178         .dumpconf = g_md_dumpconf,
 179 };
 180
 181 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
 182
 183
 184 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
 185
 186 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
 187 #define NMASK   (NINDIR-1)
 188 static int nshift;
 189
 190 static int md_vnode_pbuf_freecnt;
 191
 192 struct indir {
 193         uintptr_t       *array;
 194         u_int           total;
 195         u_int           used;
 196         u_int           shift;
 197 };
 198
 199 struct md_s {
 200         int unit;
 201         LIST_ENTRY(md_s) list;
 202         struct bio_queue_head bio_queue;
 203         struct mtx queue_mtx;
 204         struct mtx stat_mtx;
 205         struct cdev *dev;
 206         enum md_types type;
 207         off_t mediasize;
 208         unsigned sectorsize;
 209         unsigned opencount;
 210         unsigned fwheads;
 211         unsigned fwsectors;
 212         unsigned flags;
 213         char name[20];
 214         struct proc *procp;
 215         struct g_geom *gp;
 216         struct g_provider *pp;
 217         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
 218         struct devstat *devstat;
 219
 220         /* MD_MALLOC related fields */
 221         struct indir *indir;
 222         uma_zone_t uma;
 223
 224         /* MD_PRELOAD related fields */
 225         u_char *pl_ptr;
 226         size_t pl_len;
 227
 228         /* MD_VNODE related fields */
 229         struct vnode *vnode;
 230         char file[PATH_MAX];
 231         struct ucred *cred;
 232
 233         /* MD_SWAP related fields */
 234         vm_object_t object;
 235 };
 236
 237 static struct indir *
 238 new_indir(u_int shift)
 239 {
 240         struct indir *ip;
 241
 242         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
 243             | M_ZERO);
 244         if (ip == NULL)
 245                 return (NULL);
 246         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 247             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
 248         if (ip->array == NULL) {
 249                 free(ip, M_MD);
 250                 return (NULL);
 251         }
 252         ip->total = NINDIR;
 253         ip->shift = shift;
 254         return (ip);
 255 }
 256
 257 static void
 258 del_indir(struct indir *ip)
 259 {
 260
 261         free(ip->array, M_MDSECT);
 262         free(ip, M_MD);
 263 }
 264
 265 static void
 266 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
 267 {
 268         int i;
 269
 270         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
 271                 if (!ip->array[i])
 272                         continue;
 273                 if (ip->shift)
 274                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
 275                 else if (ip->array[i] > 255)
 276                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
 277         }
 278         del_indir(ip);
 279 }
 280
 281 /*
 282  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
 283  * for a device of "size" sectors.
 284  */
 285
 286 static struct indir *
 287 dimension(off_t size)
 288 {
 289         off_t rcnt;
 290         struct indir *ip;
 291         int layer;
 292
 293         rcnt = size;
 294         layer = 0;
 295         while (rcnt > NINDIR) {
 296                 rcnt /= NINDIR;
 297                 layer++;
 298         }
 299
 300         /*
 301          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
 302          * too much space for ip->array in here.
 303          */
 304         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
 305         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
 306             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
 307         ip->total = NINDIR;
 308         ip->shift = layer * nshift;
 309         return (ip);
 310 }
 311
 312 /*
 313  * Read a given sector
 314  */
 315
 316 static uintptr_t
 317 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
 318 {
 319         struct indir *cip;
 320         int idx;
 321         uintptr_t up;
 322
 323         if (md_debug > 1)
 324                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
 325         up = 0;
 326         for (cip = ip; cip != NULL;) {
 327                 if (cip->shift) {
 328                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 329                         up = cip->array[idx];
 330                         cip = (struct indir *)up;
 331                         continue;
 332                 }
 333                 idx = offset & NMASK;
 334                 return (cip->array[idx]);
 335         }
 336         return (0);
 337 }
 338
 339 /*
 340  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
 341  */
 342
 343 static int
 344 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
 345 {
 346         struct indir *cip, *lip[10];
 347         int idx, li;
 348         uintptr_t up;
 349
 350         if (md_debug > 1)
 351                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
 352         up = 0;
 353         li = 0;
 354         cip = ip;
 355         for (;;) {
 356                 lip[li++] = cip;
 357                 if (cip->shift) {
 358                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
 359                         up = cip->array[idx];
 360                         if (up != 0) {
 361                                 cip = (struct indir *)up;
 362                                 continue;
 363                         }
 364                         /* Allocate branch */
 365                         cip->array[idx] =
 366                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
 367                         if (cip->array[idx] == 0)
 368                                 return (ENOSPC);
 369                         cip->used++;
 370                         up = cip->array[idx];
 371                         cip = (struct indir *)up;
 372                         continue;
 373                 }
 374                 /* leafnode */
 375                 idx = offset & NMASK;
 376                 up = cip->array[idx];
 377                 if (up != 0)
 378                         cip->used--;
 379                 cip->array[idx] = ptr;
 380                 if (ptr != 0)
 381                         cip->used++;
 382                 break;
 383         }
 384         if (cip->used != 0 || li == 1)
 385                 return (0);
 386         li--;
 387         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
 388                 li--;
 389                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
 390                 up = lip[li]->array[idx];
 391                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
 392                 del_indir(cip);
 393                 lip[li]->array[idx] = 0;
 394                 lip[li]->used--;
 395                 cip = lip[li];
 396         }
 397         return (0);
 398 }
 399
 400
 401 static int
 402 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
 403 {
 404         struct md_s *sc;
 405
 406         sc = pp->geom->softc;
 407         if (sc == NULL) {
 408                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
 409                         return (0);
 410                 return (ENXIO);
 411         }
 412         r += pp->acr;
 413         w += pp->acw;
 414         e += pp->ace;
 415         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
 416                 return (EROFS);
 417         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
 418                 sc->opencount = 1;
 419         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
 420                 sc->opencount = 0;
 421         }
 422         return (0);
 423 }
 424
 425 static void
 426 g_md_start(struct bio *bp)
 427 {
 428         struct md_s *sc;
 429
 430         sc = bp->bio_to->geom->softc;
 431         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
 432                 mtx_lock(&sc->stat_mtx);
 433                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 434                 mtx_unlock(&sc->stat_mtx);
 435         }
 436         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 437         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
 438         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 439         wakeup(sc);
 440 }
 441
 442 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
 443 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
 444 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
 445 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
 446 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
 447
 448 static int
 449 md_malloc_move(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
 450     void *ptr, u_char fill, int op)
 451 {
 452         struct sf_buf *sf;
 453         vm_page_t m, *mp1;
 454         char *p, first;
 455         off_t *uc;
 456         unsigned n;
 457         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
 458
 459         m = NULL;
 460         error = 0;
 461         sf = NULL;
 462         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
 463                 first = 0;
 464                 first_read = 0;
 465                 uc = ptr;
 466                 mp1 = *mp;
 467                 ma_offs1 = *ma_offs;
 468         /* } */
 469         sched_pin();
 470         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
 471                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
 472                 if (m != **mp) {
 473                         if (sf != NULL)
 474                                 sf_buf_free(sf);
 475                         m = **mp;
 476                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
 477                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
 478                         if (sf == NULL) {
 479                                 error = ENOMEM;
 480                                 break;
 481                         }
 482                 }
 483                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
 484                 switch (op) {
 485                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
 486                         bzero(p, sz);
 487                         break;
 488                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
 489                         memset(p, fill, sz);
 490                         break;
 491                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
 492                         bcopy(ptr, p, sz);
 493                         cpu_flush_dcache(p, sz);
 494                         break;
 495                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
 496                         bcopy(p, ptr, sz);
 497                         break;
 498                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
 499                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
 500                                 if (!first_read) {
 501                                         *uc = (u_char)*p;
 502                                         first = *p;
 503                                         first_read = 1;
 504                                 } else if (*p != first) {
 505                                         error = EDOOFUS;
 506                                         break;
 507                                 }
 508                         }
 509                         break;
 510                 default:
 511                         KASSERT(0, ("md_malloc_move unknown op %d\n", op));
 512                         break;
 513                 }
 514                 if (error != 0)
 515                         break;
 516                 *ma_offs += sz;
 517                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
 518                 if (*ma_offs == 0)
 519                         (*mp)++;
 520                 ptr = (char *)ptr + sz;
 521         }
 522
 523         if (sf != NULL)
 524                 sf_buf_free(sf);
 525         sched_unpin();
 526         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
 527                 *mp = mp1;
 528                 *ma_offs = ma_offs1;
 529         }
 530         return (error);
 531 }
 532
 533 static int
 534 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 535 {
 536         u_char *dst;
 537         vm_page_t *m;
 538         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
 539         off_t secno, nsec, uc;
 540         uintptr_t sp, osp;
 541
 542         switch (bp->bio_cmd) {
 543         case BIO_READ:
 544         case BIO_WRITE:
 545         case BIO_DELETE:
 546                 break;
 547         default:
 548                 return (EOPNOTSUPP);
 549         }
 550
 551         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
 552         if (notmapped) {
 553                 m = bp->bio_ma;
 554                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
 555                 dst = NULL;
 556         } else {
 557                 dst = bp->bio_data;
 558         }
 559
 560         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
 561         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
 562         error = 0;
 563         while (nsec--) {
 564                 osp = s_read(sc->indir, secno);
 565                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 566                         if (osp != 0)
 567                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
 568                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 569                         if (osp == 0) {
 570                                 if (notmapped) {
 571                                         error = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 572                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
 573                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
 574                                 } else
 575                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
 576                         } else if (osp <= 255) {
 577                                 if (notmapped) {
 578                                         error = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 579                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
 580                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
 581                                 } else
 582                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
 583                         } else {
 584                                 if (notmapped) {
 585                                         error = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 586                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
 587                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
 588                                 } else {
 589                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
 590                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
 591                                 }
 592                         }
 593                         osp = 0;
 594                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 595                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
 596                                 if (notmapped) {
 597                                         error1 = md_malloc_move(&m, &ma_offs,
 598                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
 599                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
 600                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
 601                                 } else {
 602                                         uc = dst[0];
 603                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
 604                                                 if (dst[i] != uc)
 605                                                         break;
 606                                         }
 607                                 }
 608                         } else {
 609                                 i = 0;
 610                                 uc = 0;
 611                         }
 612                         if (i == sc->sectorsize) {
 613                                 if (osp != uc)
 614                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
 615                         } else {
 616                                 if (osp <= 255) {
 617                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
 618                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
 619                                             M_NOWAIT);
 620                                         if (sp == 0) {
 621                                                 error = ENOSPC;
 622                                                 break;
 623                                         }
 624                                         if (notmapped) {
 625                                                 error = md_malloc_move(&m,
 626                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 627                                                     (void *)sp, 0,
 628                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 629                                         } else {
 630                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
 631                                                     sc->sectorsize);
 632                                         }
 633                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
 634                                 } else {
 635                                         if (notmapped) {
 636                                                 error = md_malloc_move(&m,
 637                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
 638                                                     (void *)osp, 0,
 639                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
 640                                         } else {
 641                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
 642                                                     sc->sectorsize);
 643                                         }
 644                                         osp = 0;
 645                                 }
 646                         }
 647                 } else {
 648                         error = EOPNOTSUPP;
 649                 }
 650                 if (osp > 255)
 651                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
 652                 if (error != 0)
 653                         break;
 654                 secno++;
 655                 if (!notmapped)
 656                         dst += sc->sectorsize;
 657         }
 658         bp->bio_resid = 0;
 659         return (error);
 660 }
 661
 662 static int
 663 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 664 {
 665
 666         switch (bp->bio_cmd) {
 667         case BIO_READ:
 668                 bcopy(sc->pl_ptr + bp->bio_offset, bp->bio_data,
 669                     bp->bio_length);
 670                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 671                 break;
 672         case BIO_WRITE:
 673                 bcopy(bp->bio_data, sc->pl_ptr + bp->bio_offset,
 674                     bp->bio_length);
 675                 break;
 676         }
 677         bp->bio_resid = 0;
 678         return (0);
 679 }
 680
 681 static int
 682 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 683 {
 684         int error;
 685         struct uio auio;
 686         struct iovec aiov;
 687         struct mount *mp;
 688         struct vnode *vp;
 689         struct buf *pb;
 690         struct thread *td;
 691         off_t end, zerosize;
 692
 693         switch (bp->bio_cmd) {
 694         case BIO_READ:
 695         case BIO_WRITE:
 696         case BIO_DELETE:
 697         case BIO_FLUSH:
 698                 break;
 699         default:
 700                 return (EOPNOTSUPP);
 701         }
 702
 703         td = curthread;
 704         vp = sc->vnode;
 705
 706         /*
 707          * VNODE I/O
 708          *
 709          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
 710          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
 711          * still valid.
 712          */
 713
 714         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
 715                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 716                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 717                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
 718                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 719                 vn_finished_write(mp);
 720                 return (error);
 721         }
 722
 723         bzero(&auio, sizeof(auio));
 724
 725         /*
 726          * Special case for BIO_DELETE.  On the surface, this is very
 727          * similar to BIO_WRITE, except that we write from our own
 728          * fixed-length buffer, so we have to loop.  The net result is
 729          * that the two cases end up having very little in common.
 730          */
 731         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 732                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
 733                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
 734                 auio.uio_iov = &aiov;
 735                 auio.uio_iovcnt = 1;
 736                 auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 737                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 738                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 739                 auio.uio_td = td;
 740                 end = bp->bio_offset + bp->bio_length;
 741                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 742                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 743                 error = 0;
 744                 while (auio.uio_offset < end) {
 745                         aiov.iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
 746                         aiov.iov_len = end - auio.uio_offset;
 747                         if (aiov.iov_len > zerosize)
 748                                 aiov.iov_len = zerosize;
 749                         auio.uio_resid = aiov.iov_len;
 750                         error = VOP_WRITE(vp, &auio,
 751                             sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC, sc->cred);
 752                         if (error != 0)
 753                                 break;
 754                 }
 755                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 756                 vn_finished_write(mp);
 757                 bp->bio_resid = end - auio.uio_offset;
 758                 return (error);
 759         }
 760
 761         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) == 0) {
 762                 pb = NULL;
 763                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
 764         } else {
 765                 KASSERT(bp->bio_length <= MAXPHYS, ("bio_length %jd",
 766                     (uintmax_t)bp->bio_length));
 767                 pb = getpbuf(&md_vnode_pbuf_freecnt);
 768                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data, bp->bio_ma, bp->bio_ma_n);
 769                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
 770                     bp->bio_ma_offset);
 771         }
 772         aiov.iov_len = bp->bio_length;
 773         auio.uio_iov = &aiov;
 774         auio.uio_iovcnt = 1;
 775         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
 776         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
 777         if (bp->bio_cmd == BIO_READ)
 778                 auio.uio_rw = UIO_READ;
 779         else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)
 780                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
 781         else
 782                 panic("wrong BIO_OP in mdstart_vnode");
 783         auio.uio_resid = bp->bio_length;
 784         auio.uio_td = td;
 785         /*
 786          * When reading set IO_DIRECT to try to avoid double-caching
 787          * the data.  When writing IO_DIRECT is not optimal.
 788          */
 789         if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 790                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 791                 error = VOP_READ(vp, &auio, IO_DIRECT, sc->cred);
 792                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 793         } else {
 794                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
 795                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
 796                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
 797                     sc->cred);
 798                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
 799                 vn_finished_write(mp);
 800         }
 801         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 802                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, bp->bio_ma_n);
 803                 relpbuf(pb, &md_vnode_pbuf_freecnt);
 804         }
 805         bp->bio_resid = auio.uio_resid;
 806         return (error);
 807 }
 808
 809 static int
 810 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 811 {
 812         vm_page_t m;
 813         u_char *p;
 814         vm_pindex_t i, lastp;
 815         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
 816
 817         switch (bp->bio_cmd) {
 818         case BIO_READ:
 819         case BIO_WRITE:
 820         case BIO_DELETE:
 821                 break;
 822         default:
 823                 return (EOPNOTSUPP);
 824         }
 825
 826         p = bp->bio_data;
 827         ma_offs = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) == 0 ? 0 : bp->bio_ma_offset;
 828
 829         /*
 830          * offs is the offset at which to start operating on the
 831          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
 832          * which we're going to operate.  lastend is the ending
 833          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
 834          * we're operating on complete aligned pages).
 835          */
 836         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
 837         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
 838         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
 839
 840         rv = VM_PAGER_OK;
 841         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
 842         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
 843         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
 844                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
 845                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
 846                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
 847                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
 848                                 rv = VM_PAGER_OK;
 849                         else
 850                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
 851                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
 852                                 vm_page_xunbusy(m);
 853                                 break;
 854                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
 855                                 /*
 856                                  * Pager does not have the page.  Zero
 857                                  * the allocated page, and mark it as
 858                                  * valid. Do not set dirty, the page
 859                                  * can be recreated if thrown out.
 860                                  */
 861                                 pmap_zero_page(m);
 862                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 863                         }
 864                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 865                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
 866                                     ma_offs, len);
 867                         } else {
 868                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
 869                                 cpu_flush_dcache(p, len);
 870                         }
 871                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 872                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
 873                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
 874                         else
 875                                 rv = VM_PAGER_OK;
 876                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
 877                                 vm_page_xunbusy(m);
 878                                 break;
 879                         }
 880                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
 881                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
 882                                     offs, len);
 883                         } else {
 884                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
 885                         }
 886                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 887                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
 888                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
 889                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1, 0);
 890                         else
 891                                 rv = VM_PAGER_OK;
 892                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
 893                                 vm_page_xunbusy(m);
 894                                 break;
 895                         }
 896                         if (len != PAGE_SIZE) {
 897                                 pmap_zero_page_area(m, offs, len);
 898                                 vm_page_clear_dirty(m, offs, len);
 899                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
 900                         } else
 901                                 vm_pager_page_unswapped(m);
 902                 }
 903                 vm_page_xunbusy(m);
 904                 vm_page_lock(m);
 905                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE && len == PAGE_SIZE)
 906                         vm_page_free(m);
 907                 else
 908                         vm_page_activate(m);
 909                 vm_page_unlock(m);
 910                 if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
 911                         vm_page_dirty(m);
 912                         vm_pager_page_unswapped(m);
 913                 }
 914
 915                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
 916                 p += PAGE_SIZE - offs;
 917                 offs = 0;
 918                 ma_offs += len;
 919         }
 920         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
 921         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
 922         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
 923 }
 924
 925 static int
 926 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
 927 {
 928
 929         switch (bp->bio_cmd) {
 930         case BIO_READ:
 931                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
 932                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
 933                 break;
 934         case BIO_WRITE:
 935                 break;
 936         }
 937         bp->bio_resid = 0;
 938         return (0);
 939 }
 940
 941 static void
 942 md_kthread(void *arg)
 943 {
 944         struct md_s *sc;
 945         struct bio *bp;
 946         int error;
 947
 948         sc = arg;
 949         thread_lock(curthread);
 950         sched_prio(curthread, PRIBIO);
 951         thread_unlock(curthread);
 952         if (sc->type == MD_VNODE)
 953                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
 954
 955         for (;;) {
 956                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
 957                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
 958                         sc->flags |= MD_EXITING;
 959                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 960                         kproc_exit(0);
 961                 }
 962                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
 963                 if (!bp) {
 964                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
 965                         continue;
 966                 }
 967                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
 968                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
 969                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
 970                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
 971                             sc->fwsectors) ||
 972                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
 973                             sc->fwheads))) ||
 974                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
 975                                 error = -1;
 976                         else
 977                                 error = EOPNOTSUPP;
 978                 } else {
 979                         error = sc->start(sc, bp);
 980                 }
 981
 982                 if (error != -1) {
 983                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
 984                         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
 985                                 devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
 986                         g_io_deliver(bp, error);
 987                 }
 988         }
 989 }
 990
 991 static struct md_s *
 992 mdfind(int unit)
 993 {
 994         struct md_s *sc;
 995
 996         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
 997                 if (sc->unit == unit)
 998                         break;
 999         }
1000         return (sc);
1001 }
1002
1003 static struct md_s *
1004 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1005 {
1006         struct md_s *sc;
1007         int error;
1008
1009         *errp = 0;
1010         if (unit == -1)
1011                 unit = alloc_unr(md_uh);
1012         else
1013                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1014
1015         if (unit == -1) {
1016                 *errp = EBUSY;
1017                 return (NULL);
1018         }
1019
1020         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1021         sc->type = type;
1022         bioq_init(&sc->bio_queue);
1023         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1024         mtx_init(&sc->stat_mtx, "md stat", NULL, MTX_DEF);
1025         sc->unit = unit;
1026         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1027         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1028         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1029         if (error == 0)
1030                 return (sc);
1031         LIST_REMOVE(sc, list);
1032         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1033         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1034         free_unr(md_uh, sc->unit);
1035         free(sc, M_MD);
1036         *errp = error;
1037         return (NULL);
1038 }
1039
1040 static void
1041 mdinit(struct md_s *sc)
1042 {
1043         struct g_geom *gp;
1044         struct g_provider *pp;
1045
1046         g_topology_lock();
1047         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1048         gp->softc = sc;
1049         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1050         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1051         pp->mediasize = sc->mediasize;
1052         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1053         switch (sc->type) {
1054         case MD_MALLOC:
1055         case MD_VNODE:
1056         case MD_SWAP:
1057                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1058                 break;
1059         case MD_PRELOAD:
1060         case MD_NULL:
1061                 break;
1062         }
1063         sc->gp = gp;
1064         sc->pp = pp;
1065         g_error_provider(pp, 0);
1066         g_topology_unlock();
1067         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1068             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1069 }
1070
1071 static int
1072 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
1073 {
1074         uintptr_t sp;
1075         int error;
1076         off_t u;
1077
1078         error = 0;
1079         if (mdio->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1080                 return (EINVAL);
1081         if (mdio->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdio->md_sectorsize))
1082                 return (EINVAL);
1083         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1084         if (mdio->md_options & MD_RESERVE)
1085                 mdio->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1086         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1087                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1088         if (mdio->md_fwheads != 0)
1089                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1090         sc->flags = mdio->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1091         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1092         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1093             0x1ff, 0);
1094         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1095                 off_t nsectors;
1096
1097                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1098                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1099                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1100                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1101                         if (sp != 0)
1102                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1103                         else
1104                                 error = ENOMEM;
1105                         if (error != 0)
1106                                 break;
1107                 }
1108         }
1109         return (error);
1110 }
1111
1112
1113 static int
1114 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1115 {
1116         char *tmpbuf;
1117         int error = 0;
1118
1119         /*
1120          * Set credits in our softc
1121          */
1122
1123         if (sc->cred)
1124                 crfree(sc->cred);
1125         sc->cred = crhold(cred);
1126
1127         /*
1128          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1129          */
1130
1131         if (sc->vnode) {
1132                 struct uio auio;
1133                 struct iovec aiov;
1134
1135                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1136                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1137
1138                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1139                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1140                 auio.uio_iov = &aiov;
1141                 auio.uio_iovcnt = 1;
1142                 auio.uio_offset = 0;
1143                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1144                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1145                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1146                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1147                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1148                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1149                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1150         }
1151         return (error);
1152 }
1153
1154 static int
1155 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1156 {
1157         struct vattr vattr;
1158         struct nameidata nd;
1159         char *fname;
1160         int error, flags;
1161
1162         /*
1163          * Kernel-originated requests must have the filename appended
1164          * to the mdio structure to protect against malicious software.
1165          */
1166         fname = mdio->md_file;
1167         if ((void *)fname != (void *)(mdio + 1)) {
1168                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1169                 if (error != 0)
1170                         return (error);
1171         } else
1172                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1173
1174         /*
1175          * If the user specified that this is a read only device, don't
1176          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1177          */
1178         flags = FREAD | ((mdio->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE);
1179         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1180         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1181         if (error != 0)
1182                 return (error);
1183         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1184         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1185                 error = EINVAL;
1186                 goto bad;
1187         }
1188         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1189         if (error != 0)
1190                 goto bad;
1191         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1192                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1193                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1194                         /* Forced unmount. */
1195                         error = EBADF;
1196                         goto bad;
1197                 }
1198         }
1199         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1200         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1201
1202         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1203                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1204         if (mdio->md_fwheads != 0)
1205                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1206         sc->flags = mdio->md_options & (MD_FORCE | MD_ASYNC);
1207         if (!(flags & FWRITE))
1208                 sc->flags |= MD_READONLY;
1209         sc->vnode = nd.ni_vp;
1210
1211         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1212         if (error != 0) {
1213                 sc->vnode = NULL;
1214                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1215                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1216                 goto bad;
1217         }
1218         return (0);
1219 bad:
1220         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1221         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1222         return (error);
1223 }
1224
1225 static int
1226 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1227 {
1228
1229         if (sc->gp) {
1230                 sc->gp->softc = NULL;
1231                 g_topology_lock();
1232                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1233                 g_topology_unlock();
1234                 sc->gp = NULL;
1235                 sc->pp = NULL;
1236         }
1237         if (sc->devstat) {
1238                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1239                 sc->devstat = NULL;
1240         }
1241         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1242         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1243         wakeup(sc);
1244         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1245                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1246         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1247         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1248         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1249         if (sc->vnode != NULL) {
1250                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1251                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1252                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1253                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1254                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1255         }
1256         if (sc->cred != NULL)
1257                 crfree(sc->cred);
1258         if (sc->object != NULL)
1259                 vm_object_deallocate(sc->object);
1260         if (sc->indir)
1261                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1262         if (sc->uma)
1263                 uma_zdestroy(sc->uma);
1264
1265         LIST_REMOVE(sc, list);
1266         free_unr(md_uh, sc->unit);
1267         free(sc, M_MD);
1268         return (0);
1269 }
1270
1271 static int
1272 mdresize(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
1273 {
1274         int error, res;
1275         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1276
1277         switch (sc->type) {
1278         case MD_VNODE:
1279         case MD_NULL:
1280                 break;
1281         case MD_SWAP:
1282                 if (mdio->md_mediasize <= 0 ||
1283                     (mdio->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1284                         return (EDOM);
1285                 oldpages = OFF_TO_IDX(round_page(sc->mediasize));
1286                 newpages = OFF_TO_IDX(round_page(mdio->md_mediasize));
1287                 if (newpages < oldpages) {
1288                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1289                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1290                         swap_pager_freespace(sc->object, newpages,
1291                             oldpages - newpages);
1292                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1293                             newpages), sc->cred);
1294                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1295                         sc->object->size = newpages;
1296                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1297                 } else if (newpages > oldpages) {
1298                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1299                             oldpages), sc->cred);
1300                         if (!res)
1301                                 return (ENOMEM);
1302                         if ((mdio->md_options & MD_RESERVE) ||
1303                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1304                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1305                                     oldpages, newpages - oldpages);
1306                                 if (error < 0) {
1307                                         swap_release_by_cred(
1308                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1309                                             sc->cred);
1310                                         return (EDOM);
1311                                 }
1312                         }
1313                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1314                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1315                         sc->object->size = newpages;
1316                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1317                 }
1318                 break;
1319         default:
1320                 return (EOPNOTSUPP);
1321         }
1322
1323         sc->mediasize = mdio->md_mediasize;
1324         g_topology_lock();
1325         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1326         g_topology_unlock();
1327         return (0);
1328 }
1329
1330 static int
1331 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1332 {
1333         vm_ooffset_t npage;
1334         int error;
1335
1336         /*
1337          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1338          * multiple of page size.
1339          */
1340         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1341                 return (EDOM);
1342
1343         /*
1344          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1345          *
1346          * Note the truncation.
1347          */
1348
1349         npage = mdio->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1350         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1351                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1352         if (mdio->md_fwheads != 0)
1353                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1354         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1355             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1356         if (sc->object == NULL)
1357                 return (ENOMEM);
1358         sc->flags = mdio->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1359         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1360                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1361                         error = EDOM;
1362                         goto finish;
1363                 }
1364         }
1365         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1366  finish:
1367         if (error != 0) {
1368                 vm_object_deallocate(sc->object);
1369                 sc->object = NULL;
1370         }
1371         return (error);
1372 }
1373
1374 static int
1375 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1376 {
1377
1378         /*
1379          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1380          * multiple of page size.
1381          */
1382         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1383                 return (EDOM);
1384
1385         return (0);
1386 }
1387
1388 static int
1389 xmdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1390 {
1391         struct md_ioctl *mdio;
1392         struct md_s *sc;
1393         int error, i;
1394         unsigned sectsize;
1395
1396         if (md_debug)
1397                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1398                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1399
1400         mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1401         if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1402                 return (EINVAL);
1403
1404         /*
1405          * We assert the version number in the individual ioctl
1406          * handlers instead of out here because (a) it is possible we
1407          * may add another ioctl in the future which doesn't read an
1408          * mdio, and (b) the correct return value for an unknown ioctl
1409          * is ENOIOCTL, not EINVAL.
1410          */
1411         error = 0;
1412         switch (cmd) {
1413         case MDIOCATTACH:
1414                 switch (mdio->md_type) {
1415                 case MD_MALLOC:
1416                 case MD_PRELOAD:
1417                 case MD_VNODE:
1418                 case MD_SWAP:
1419                 case MD_NULL:
1420                         break;
1421                 default:
1422                         return (EINVAL);
1423                 }
1424                 if (mdio->md_sectorsize == 0)
1425                         sectsize = DEV_BSIZE;
1426                 else
1427                         sectsize = mdio->md_sectorsize;
1428                 if (sectsize > MAXPHYS || mdio->md_mediasize < sectsize)
1429                         return (EINVAL);
1430                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1431                         sc = mdnew(-1, &error, mdio->md_type);
1432                 else {
1433                         if (mdio->md_unit > INT_MAX)
1434                                 return (EINVAL);
1435                         sc = mdnew(mdio->md_unit, &error, mdio->md_type);
1436                 }
1437                 if (sc == NULL)
1438                         return (error);
1439                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1440                         mdio->md_unit = sc->unit;
1441                 sc->mediasize = mdio->md_mediasize;
1442                 sc->sectorsize = sectsize;
1443                 error = EDOOFUS;
1444                 switch (sc->type) {
1445                 case MD_MALLOC:
1446                         sc->start = mdstart_malloc;
1447                         error = mdcreate_malloc(sc, mdio);
1448                         break;
1449                 case MD_PRELOAD:
1450                         /*
1451                          * We disallow attaching preloaded memory disks via
1452                          * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1453                          * attached in g_md_init().
1454                          */
1455                         error = EOPNOTSUPP;
1456                         break;
1457                 case MD_VNODE:
1458                         sc->start = mdstart_vnode;
1459                         error = mdcreate_vnode(sc, mdio, td);
1460                         break;
1461                 case MD_SWAP:
1462                         sc->start = mdstart_swap;
1463                         error = mdcreate_swap(sc, mdio, td);
1464                         break;
1465                 case MD_NULL:
1466                         sc->start = mdstart_null;
1467                         error = mdcreate_null(sc, mdio, td);
1468                         break;
1469                 }
1470                 if (error != 0) {
1471                         mddestroy(sc, td);
1472                         return (error);
1473                 }
1474
1475                 /* Prune off any residual fractional sector */
1476                 i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1477                 sc->mediasize -= i;
1478
1479                 mdinit(sc);
1480                 return (0);
1481         case MDIOCDETACH:
1482                 if (mdio->md_mediasize != 0 ||
1483                     (mdio->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1484                         return (EINVAL);
1485
1486                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1487                 if (sc == NULL)
1488                         return (ENOENT);
1489                 if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1490                     !(mdio->md_options & MD_FORCE))
1491                         return (EBUSY);
1492                 return (mddestroy(sc, td));
1493         case MDIOCRESIZE:
1494                 if ((mdio->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1495                         return (EINVAL);
1496
1497                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1498                 if (sc == NULL)
1499                         return (ENOENT);
1500                 if (mdio->md_mediasize < sc->sectorsize)
1501                         return (EINVAL);
1502                 if (mdio->md_mediasize < sc->mediasize &&
1503                     !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1504                     !(mdio->md_options & MD_FORCE))
1505                         return (EBUSY);
1506                 return (mdresize(sc, mdio));
1507         case MDIOCQUERY:
1508                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1509                 if (sc == NULL)
1510                         return (ENOENT);
1511                 mdio->md_type = sc->type;
1512                 mdio->md_options = sc->flags;
1513                 mdio->md_mediasize = sc->mediasize;
1514                 mdio->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1515                 if (sc->type == MD_VNODE)
1516                         error = copyout(sc->file, mdio->md_file,
1517                             strlen(sc->file) + 1);
1518                 return (error);
1519         case MDIOCLIST:
1520                 i = 1;
1521                 LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1522                         if (i == MDNPAD - 1)
1523                                 mdio->md_pad[i] = -1;
1524                         else
1525                                 mdio->md_pad[i++] = sc->unit;
1526                 }
1527                 mdio->md_pad[0] = i - 1;
1528                 return (0);
1529         default:
1530                 return (ENOIOCTL);
1531         };
1532 }
1533
1534 static int
1535 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1536 {
1537         int error;
1538
1539         sx_xlock(&md_sx);
1540         error = xmdctlioctl(dev, cmd, addr, flags, td);
1541         sx_xunlock(&md_sx);
1542         return (error);
1543 }
1544
1545 static void
1546 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
1547 {
1548         struct md_s *sc;
1549         int error;
1550
1551         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
1552         if (sc == NULL)
1553                 return;
1554         sc->mediasize = length;
1555         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
1556         sc->pl_ptr = image;
1557         sc->pl_len = length;
1558         sc->start = mdstart_preload;
1559 #ifdef MD_ROOT
1560         if (sc->unit == 0)
1561                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
1562 #endif
1563         mdinit(sc);
1564         if (name != NULL) {
1565                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
1566                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
1567         } else {
1568                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
1569                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
1570         }
1571 }
1572
1573 static void
1574 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
1575 {
1576         caddr_t mod;
1577         u_char *ptr, *name, *type;
1578         unsigned len;
1579         int i;
1580
1581         /* figure out log2(NINDIR) */
1582         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
1583                 i >>= 1;
1584
1585         mod = NULL;
1586         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
1587         g_topology_unlock();
1588         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
1589 #ifdef MD_ROOT
1590         if (mfs_root_size != 0) {
1591                 sx_xlock(&md_sx);
1592                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
1593                     NULL);
1594                 sx_xunlock(&md_sx);
1595         }
1596 #endif
1597         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
1598         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
1599                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
1600                 if (name == NULL)
1601                         continue;
1602                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
1603                 if (type == NULL)
1604                         continue;
1605                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
1606                         continue;
1607                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
1608                 len = preload_fetch_size(mod);
1609                 if (ptr != NULL && len != 0) {
1610                         sx_xlock(&md_sx);
1611                         md_preloaded(ptr, len, name);
1612                         sx_xunlock(&md_sx);
1613                 }
1614         }
1615         md_vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 10;
1616         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
1617             0600, MDCTL_NAME);
1618         g_topology_lock();
1619 }
1620
1621 static void
1622 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
1623     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
1624 {
1625         struct md_s *mp;
1626         char *type;
1627
1628         mp = gp->softc;
1629         if (mp == NULL)
1630                 return;
1631
1632         switch (mp->type) {
1633         case MD_MALLOC:
1634                 type = "malloc";
1635                 break;
1636         case MD_PRELOAD:
1637                 type = "preload";
1638                 break;
1639         case MD_VNODE:
1640                 type = "vnode";
1641                 break;
1642         case MD_SWAP:
1643                 type = "swap";
1644                 break;
1645         case MD_NULL:
1646                 type = "null";
1647                 break;
1648         default:
1649                 type = "unknown";
1650                 break;
1651         }
1652
1653         if (pp != NULL) {
1654                 if (indent == NULL) {
1655                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
1656                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
1657                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
1658                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
1659                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
1660                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
1661                         if (mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL)
1662                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
1663                 } else {
1664                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
1665                             mp->unit);
1666                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
1667                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
1668                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
1669                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
1670                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
1671                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
1672                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
1673                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
1674                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
1675                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
1676                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
1677                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
1678                             "read-only");
1679                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
1680                             type);
1681                         if (mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) {
1682                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
1683                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
1684                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
1685                         }
1686                 }
1687         }
1688 }
1689
1690 static void
1691 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
1692 {
1693
1694         sx_destroy(&md_sx);
1695         if (status_dev != NULL)
1696                 destroy_dev(status_dev);
1697         delete_unrhdr(md_uh);
1698 }