]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/dev/md/md.c
Merge ^/head r319251 through r319479.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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  * 3. 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_rootdevname.h"
62 #include "opt_geom.h"
63 #include "opt_md.h"
64
65 #include <sys/param.h>
66 #include <sys/systm.h>
67 #include <sys/bio.h>
68 #include <sys/buf.h>
69 #include <sys/conf.h>
70 #include <sys/devicestat.h>
71 #include <sys/fcntl.h>
72 #include <sys/kernel.h>
73 #include <sys/kthread.h>
74 #include <sys/limits.h>
75 #include <sys/linker.h>
76 #include <sys/lock.h>
77 #include <sys/malloc.h>
78 #include <sys/mdioctl.h>
79 #include <sys/mount.h>
80 #include <sys/mutex.h>
81 #include <sys/sx.h>
82 #include <sys/namei.h>
83 #include <sys/proc.h>
84 #include <sys/queue.h>
85 #include <sys/rwlock.h>
86 #include <sys/sbuf.h>
87 #include <sys/sched.h>
88 #include <sys/sf_buf.h>
89 #include <sys/sysctl.h>
90 #include <sys/vnode.h>
91 #include <sys/disk.h>
92
93 #include <geom/geom.h>
94 #include <geom/geom_int.h>
95
96 #include <vm/vm.h>
97 #include <vm/vm_param.h>
98 #include <vm/vm_object.h>
99 #include <vm/vm_page.h>
100 #include <vm/vm_pager.h>
101 #include <vm/swap_pager.h>
102 #include <vm/uma.h>
103
104 #include <machine/bus.h>
105
106 #define MD_MODVER 1
107
108 #define MD_SHUTDOWN     0x10000         /* Tell worker thread to terminate. */
109 #define MD_EXITING      0x20000         /* Worker thread is exiting. */
110
111 #ifndef MD_NSECT
112 #define MD_NSECT (10000 * 2)
113 #endif
114
115 static MALLOC_DEFINE(M_MD, "md_disk", "Memory Disk");
116 static MALLOC_DEFINE(M_MDSECT, "md_sectors", "Memory Disk Sectors");
117
118 static int md_debug;
119 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, mddebug, CTLFLAG_RW, &md_debug, 0,
120     "Enable md(4) debug messages");
121 static int md_malloc_wait;
122 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, md_malloc_wait, CTLFLAG_RW, &md_malloc_wait, 0,
123     "Allow malloc to wait for memory allocations");
124
125 #if defined(MD_ROOT) && !defined(MD_ROOT_FSTYPE)
126 #define MD_ROOT_FSTYPE  "ufs"
127 #endif
128
129 #if defined(MD_ROOT)
130 /*
131  * Preloaded image gets put here.
132  */
133 #if defined(MD_ROOT_SIZE)
134 /*
135  * We put the mfs_root symbol into the oldmfs section of the kernel object file.
136  * Applications that patch the object with the image can determine
137  * the size looking at the oldmfs section size within the kernel.
138  */
139 u_char mfs_root[MD_ROOT_SIZE*1024] __attribute__ ((section ("oldmfs")));
140 const int mfs_root_size = sizeof(mfs_root);
141 #else
142 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root;
143 extern volatile u_char __weak_symbol mfs_root_end;
144 __GLOBL(mfs_root);
145 __GLOBL(mfs_root_end);
146 #define mfs_root_size ((uintptr_t)(&mfs_root_end - &mfs_root))
147 #endif
148 #endif
149
150 static g_init_t g_md_init;
151 static g_fini_t g_md_fini;
152 static g_start_t g_md_start;
153 static g_access_t g_md_access;
154 static void g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent,
155     struct g_geom *gp, struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp);
156
157 static struct cdev *status_dev = NULL;
158 static struct sx md_sx;
159 static struct unrhdr *md_uh;
160
161 static d_ioctl_t mdctlioctl;
162
163 static struct cdevsw mdctl_cdevsw = {
164         .d_version =    D_VERSION,
165         .d_ioctl =      mdctlioctl,
166         .d_name =       MD_NAME,
167 };
168
169 struct g_class g_md_class = {
170         .name = "MD",
171         .version = G_VERSION,
172         .init = g_md_init,
173         .fini = g_md_fini,
174         .start = g_md_start,
175         .access = g_md_access,
176         .dumpconf = g_md_dumpconf,
177 };
178
179 DECLARE_GEOM_CLASS(g_md_class, g_md);
180
181
182 static LIST_HEAD(, md_s) md_softc_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(md_softc_list);
183
184 #define NINDIR  (PAGE_SIZE / sizeof(uintptr_t))
185 #define NMASK   (NINDIR-1)
186 static int nshift;
187
188 static int md_vnode_pbuf_freecnt;
189
190 struct indir {
191         uintptr_t       *array;
192         u_int           total;
193         u_int           used;
194         u_int           shift;
195 };
196
197 struct md_s {
198         int unit;
199         LIST_ENTRY(md_s) list;
200         struct bio_queue_head bio_queue;
201         struct mtx queue_mtx;
202         struct mtx stat_mtx;
203         struct cdev *dev;
204         enum md_types type;
205         off_t mediasize;
206         unsigned sectorsize;
207         unsigned opencount;
208         unsigned fwheads;
209         unsigned fwsectors;
210         unsigned flags;
211         char name[20];
212         struct proc *procp;
213         struct g_geom *gp;
214         struct g_provider *pp;
215         int (*start)(struct md_s *sc, struct bio *bp);
216         struct devstat *devstat;
217
218         /* MD_MALLOC related fields */
219         struct indir *indir;
220         uma_zone_t uma;
221
222         /* MD_PRELOAD related fields */
223         u_char *pl_ptr;
224         size_t pl_len;
225
226         /* MD_VNODE related fields */
227         struct vnode *vnode;
228         char file[PATH_MAX];
229         struct ucred *cred;
230
231         /* MD_SWAP related fields */
232         vm_object_t object;
233 };
234
235 static struct indir *
236 new_indir(u_int shift)
237 {
238         struct indir *ip;
239
240         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT)
241             | M_ZERO);
242         if (ip == NULL)
243                 return (NULL);
244         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
245             M_MDSECT, (md_malloc_wait ? M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
246         if (ip->array == NULL) {
247                 free(ip, M_MD);
248                 return (NULL);
249         }
250         ip->total = NINDIR;
251         ip->shift = shift;
252         return (ip);
253 }
254
255 static void
256 del_indir(struct indir *ip)
257 {
258
259         free(ip->array, M_MDSECT);
260         free(ip, M_MD);
261 }
262
263 static void
264 destroy_indir(struct md_s *sc, struct indir *ip)
265 {
266         int i;
267
268         for (i = 0; i < NINDIR; i++) {
269                 if (!ip->array[i])
270                         continue;
271                 if (ip->shift)
272                         destroy_indir(sc, (struct indir*)(ip->array[i]));
273                 else if (ip->array[i] > 255)
274                         uma_zfree(sc->uma, (void *)(ip->array[i]));
275         }
276         del_indir(ip);
277 }
278
279 /*
280  * This function does the math and allocates the top level "indir" structure
281  * for a device of "size" sectors.
282  */
283
284 static struct indir *
285 dimension(off_t size)
286 {
287         off_t rcnt;
288         struct indir *ip;
289         int layer;
290
291         rcnt = size;
292         layer = 0;
293         while (rcnt > NINDIR) {
294                 rcnt /= NINDIR;
295                 layer++;
296         }
297
298         /*
299          * XXX: the top layer is probably not fully populated, so we allocate
300          * too much space for ip->array in here.
301          */
302         ip = malloc(sizeof *ip, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
303         ip->array = malloc(sizeof(uintptr_t) * NINDIR,
304             M_MDSECT, M_WAITOK | M_ZERO);
305         ip->total = NINDIR;
306         ip->shift = layer * nshift;
307         return (ip);
308 }
309
310 /*
311  * Read a given sector
312  */
313
314 static uintptr_t
315 s_read(struct indir *ip, off_t offset)
316 {
317         struct indir *cip;
318         int idx;
319         uintptr_t up;
320
321         if (md_debug > 1)
322                 printf("s_read(%jd)\n", (intmax_t)offset);
323         up = 0;
324         for (cip = ip; cip != NULL;) {
325                 if (cip->shift) {
326                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
327                         up = cip->array[idx];
328                         cip = (struct indir *)up;
329                         continue;
330                 }
331                 idx = offset & NMASK;
332                 return (cip->array[idx]);
333         }
334         return (0);
335 }
336
337 /*
338  * Write a given sector, prune the tree if the value is 0
339  */
340
341 static int
342 s_write(struct indir *ip, off_t offset, uintptr_t ptr)
343 {
344         struct indir *cip, *lip[10];
345         int idx, li;
346         uintptr_t up;
347
348         if (md_debug > 1)
349                 printf("s_write(%jd, %p)\n", (intmax_t)offset, (void *)ptr);
350         up = 0;
351         li = 0;
352         cip = ip;
353         for (;;) {
354                 lip[li++] = cip;
355                 if (cip->shift) {
356                         idx = (offset >> cip->shift) & NMASK;
357                         up = cip->array[idx];
358                         if (up != 0) {
359                                 cip = (struct indir *)up;
360                                 continue;
361                         }
362                         /* Allocate branch */
363                         cip->array[idx] =
364                             (uintptr_t)new_indir(cip->shift - nshift);
365                         if (cip->array[idx] == 0)
366                                 return (ENOSPC);
367                         cip->used++;
368                         up = cip->array[idx];
369                         cip = (struct indir *)up;
370                         continue;
371                 }
372                 /* leafnode */
373                 idx = offset & NMASK;
374                 up = cip->array[idx];
375                 if (up != 0)
376                         cip->used--;
377                 cip->array[idx] = ptr;
378                 if (ptr != 0)
379                         cip->used++;
380                 break;
381         }
382         if (cip->used != 0 || li == 1)
383                 return (0);
384         li--;
385         while (cip->used == 0 && cip != ip) {
386                 li--;
387                 idx = (offset >> lip[li]->shift) & NMASK;
388                 up = lip[li]->array[idx];
389                 KASSERT(up == (uintptr_t)cip, ("md screwed up"));
390                 del_indir(cip);
391                 lip[li]->array[idx] = 0;
392                 lip[li]->used--;
393                 cip = lip[li];
394         }
395         return (0);
396 }
397
398
399 static int
400 g_md_access(struct g_provider *pp, int r, int w, int e)
401 {
402         struct md_s *sc;
403
404         sc = pp->geom->softc;
405         if (sc == NULL) {
406                 if (r <= 0 && w <= 0 && e <= 0)
407                         return (0);
408                 return (ENXIO);
409         }
410         r += pp->acr;
411         w += pp->acw;
412         e += pp->ace;
413         if ((sc->flags & MD_READONLY) != 0 && w > 0)
414                 return (EROFS);
415         if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) == 0 && (r + w + e) > 0) {
416                 sc->opencount = 1;
417         } else if ((pp->acr + pp->acw + pp->ace) > 0 && (r + w + e) == 0) {
418                 sc->opencount = 0;
419         }
420         return (0);
421 }
422
423 static void
424 g_md_start(struct bio *bp)
425 {
426         struct md_s *sc;
427
428         sc = bp->bio_to->geom->softc;
429         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE)) {
430                 mtx_lock(&sc->stat_mtx);
431                 devstat_start_transaction_bio(sc->devstat, bp);
432                 mtx_unlock(&sc->stat_mtx);
433         }
434         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
435         bioq_disksort(&sc->bio_queue, bp);
436         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
437         wakeup(sc);
438 }
439
440 #define MD_MALLOC_MOVE_ZERO     1
441 #define MD_MALLOC_MOVE_FILL     2
442 #define MD_MALLOC_MOVE_READ     3
443 #define MD_MALLOC_MOVE_WRITE    4
444 #define MD_MALLOC_MOVE_CMP      5
445
446 static int
447 md_malloc_move_ma(vm_page_t **mp, int *ma_offs, unsigned sectorsize,
448     void *ptr, u_char fill, int op)
449 {
450         struct sf_buf *sf;
451         vm_page_t m, *mp1;
452         char *p, first;
453         off_t *uc;
454         unsigned n;
455         int error, i, ma_offs1, sz, first_read;
456
457         m = NULL;
458         error = 0;
459         sf = NULL;
460         /* if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP) { gcc */
461                 first = 0;
462                 first_read = 0;
463                 uc = ptr;
464                 mp1 = *mp;
465                 ma_offs1 = *ma_offs;
466         /* } */
467         sched_pin();
468         for (n = sectorsize; n != 0; n -= sz) {
469                 sz = imin(PAGE_SIZE - *ma_offs, n);
470                 if (m != **mp) {
471                         if (sf != NULL)
472                                 sf_buf_free(sf);
473                         m = **mp;
474                         sf = sf_buf_alloc(m, SFB_CPUPRIVATE |
475                             (md_malloc_wait ? 0 : SFB_NOWAIT));
476                         if (sf == NULL) {
477                                 error = ENOMEM;
478                                 break;
479                         }
480                 }
481                 p = (char *)sf_buf_kva(sf) + *ma_offs;
482                 switch (op) {
483                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
484                         bzero(p, sz);
485                         break;
486                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
487                         memset(p, fill, sz);
488                         break;
489                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
490                         bcopy(ptr, p, sz);
491                         cpu_flush_dcache(p, sz);
492                         break;
493                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
494                         bcopy(p, ptr, sz);
495                         break;
496                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
497                         for (i = 0; i < sz; i++, p++) {
498                                 if (!first_read) {
499                                         *uc = (u_char)*p;
500                                         first = *p;
501                                         first_read = 1;
502                                 } else if (*p != first) {
503                                         error = EDOOFUS;
504                                         break;
505                                 }
506                         }
507                         break;
508                 default:
509                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_ma unknown op %d\n", op));
510                         break;
511                 }
512                 if (error != 0)
513                         break;
514                 *ma_offs += sz;
515                 *ma_offs %= PAGE_SIZE;
516                 if (*ma_offs == 0)
517                         (*mp)++;
518                 ptr = (char *)ptr + sz;
519         }
520
521         if (sf != NULL)
522                 sf_buf_free(sf);
523         sched_unpin();
524         if (op == MD_MALLOC_MOVE_CMP && error != 0) {
525                 *mp = mp1;
526                 *ma_offs = ma_offs1;
527         }
528         return (error);
529 }
530
531 static int
532 md_malloc_move_vlist(bus_dma_segment_t **pvlist, int *pma_offs,
533     unsigned len, void *ptr, u_char fill, int op)
534 {
535         bus_dma_segment_t *vlist;
536         uint8_t *p, *end, first;
537         off_t *uc;
538         int ma_offs, seg_len;
539
540         vlist = *pvlist;
541         ma_offs = *pma_offs;
542         uc = ptr;
543
544         for (; len != 0; len -= seg_len) {
545                 seg_len = imin(vlist->ds_len - ma_offs, len);
546                 p = (uint8_t *)(uintptr_t)vlist->ds_addr + ma_offs;
547                 switch (op) {
548                 case MD_MALLOC_MOVE_ZERO:
549                         bzero(p, seg_len);
550                         break;
551                 case MD_MALLOC_MOVE_FILL:
552                         memset(p, fill, seg_len);
553                         break;
554                 case MD_MALLOC_MOVE_READ:
555                         bcopy(ptr, p, seg_len);
556                         cpu_flush_dcache(p, seg_len);
557                         break;
558                 case MD_MALLOC_MOVE_WRITE:
559                         bcopy(p, ptr, seg_len);
560                         break;
561                 case MD_MALLOC_MOVE_CMP:
562                         end = p + seg_len;
563                         first = *uc = *p;
564                         /* Confirm all following bytes match the first */
565                         while (++p < end) {
566                                 if (*p != first)
567                                         return (EDOOFUS);
568                         }
569                         break;
570                 default:
571                         KASSERT(0, ("md_malloc_move_vlist unknown op %d\n", op));
572                         break;
573                 }
574
575                 ma_offs += seg_len;
576                 if (ma_offs == vlist->ds_len) {
577                         ma_offs = 0;
578                         vlist++;
579                 }
580                 ptr = (uint8_t *)ptr + seg_len;
581         }
582         *pvlist = vlist;
583         *pma_offs = ma_offs;
584
585         return (0);
586 }
587
588 static int
589 mdstart_malloc(struct md_s *sc, struct bio *bp)
590 {
591         u_char *dst;
592         vm_page_t *m;
593         bus_dma_segment_t *vlist;
594         int i, error, error1, ma_offs, notmapped;
595         off_t secno, nsec, uc;
596         uintptr_t sp, osp;
597
598         switch (bp->bio_cmd) {
599         case BIO_READ:
600         case BIO_WRITE:
601         case BIO_DELETE:
602                 break;
603         default:
604                 return (EOPNOTSUPP);
605         }
606
607         notmapped = (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0;
608         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
609             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
610         if (notmapped) {
611                 m = bp->bio_ma;
612                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
613                 dst = NULL;
614                 KASSERT(vlist == NULL, ("vlists cannot be unmapped"));
615         } else if (vlist != NULL) {
616                 ma_offs = bp->bio_ma_offset;
617                 dst = NULL;
618         } else {
619                 dst = bp->bio_data;
620         }
621
622         nsec = bp->bio_length / sc->sectorsize;
623         secno = bp->bio_offset / sc->sectorsize;
624         error = 0;
625         while (nsec--) {
626                 osp = s_read(sc->indir, secno);
627                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
628                         if (osp != 0)
629                                 error = s_write(sc->indir, secno, 0);
630                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
631                         if (osp == 0) {
632                                 if (notmapped) {
633                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
634                                             sc->sectorsize, NULL, 0,
635                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
636                                 } else if (vlist != NULL) {
637                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
638                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, 0,
639                                             MD_MALLOC_MOVE_ZERO);
640                                 } else
641                                         bzero(dst, sc->sectorsize);
642                         } else if (osp <= 255) {
643                                 if (notmapped) {
644                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
645                                             sc->sectorsize, NULL, osp,
646                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
647                                 } else if (vlist != NULL) {
648                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
649                                             &ma_offs, sc->sectorsize, NULL, osp,
650                                             MD_MALLOC_MOVE_FILL);
651                                 } else
652                                         memset(dst, osp, sc->sectorsize);
653                         } else {
654                                 if (notmapped) {
655                                         error = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
656                                             sc->sectorsize, (void *)osp, 0,
657                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
658                                 } else if (vlist != NULL) {
659                                         error = md_malloc_move_vlist(&vlist,
660                                             &ma_offs, sc->sectorsize,
661                                             (void *)osp, 0,
662                                             MD_MALLOC_MOVE_READ);
663                                 } else {
664                                         bcopy((void *)osp, dst, sc->sectorsize);
665                                         cpu_flush_dcache(dst, sc->sectorsize);
666                                 }
667                         }
668                         osp = 0;
669                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
670                         if (sc->flags & MD_COMPRESS) {
671                                 if (notmapped) {
672                                         error1 = md_malloc_move_ma(&m, &ma_offs,
673                                             sc->sectorsize, &uc, 0,
674                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
675                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
676                                 } else if (vlist != NULL) {
677                                         error1 = md_malloc_move_vlist(&vlist,
678                                             &ma_offs, sc->sectorsize, &uc, 0,
679                                             MD_MALLOC_MOVE_CMP);
680                                         i = error1 == 0 ? sc->sectorsize : 0;
681                                 } else {
682                                         uc = dst[0];
683                                         for (i = 1; i < sc->sectorsize; i++) {
684                                                 if (dst[i] != uc)
685                                                         break;
686                                         }
687                                 }
688                         } else {
689                                 i = 0;
690                                 uc = 0;
691                         }
692                         if (i == sc->sectorsize) {
693                                 if (osp != uc)
694                                         error = s_write(sc->indir, secno, uc);
695                         } else {
696                                 if (osp <= 255) {
697                                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma,
698                                             md_malloc_wait ? M_WAITOK :
699                                             M_NOWAIT);
700                                         if (sp == 0) {
701                                                 error = ENOSPC;
702                                                 break;
703                                         }
704                                         if (notmapped) {
705                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
706                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
707                                                     (void *)sp, 0,
708                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
709                                         } else if (vlist != NULL) {
710                                                 error = md_malloc_move_vlist(
711                                                     &vlist, &ma_offs,
712                                                     sc->sectorsize, (void *)sp,
713                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
714                                         } else {
715                                                 bcopy(dst, (void *)sp,
716                                                     sc->sectorsize);
717                                         }
718                                         error = s_write(sc->indir, secno, sp);
719                                 } else {
720                                         if (notmapped) {
721                                                 error = md_malloc_move_ma(&m,
722                                                     &ma_offs, sc->sectorsize,
723                                                     (void *)osp, 0,
724                                                     MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
725                                         } else if (vlist != NULL) {
726                                                 error = md_malloc_move_vlist(
727                                                     &vlist, &ma_offs,
728                                                     sc->sectorsize, (void *)osp,
729                                                     0, MD_MALLOC_MOVE_WRITE);
730                                         } else {
731                                                 bcopy(dst, (void *)osp,
732                                                     sc->sectorsize);
733                                         }
734                                         osp = 0;
735                                 }
736                         }
737                 } else {
738                         error = EOPNOTSUPP;
739                 }
740                 if (osp > 255)
741                         uma_zfree(sc->uma, (void*)osp);
742                 if (error != 0)
743                         break;
744                 secno++;
745                 if (!notmapped && vlist == NULL)
746                         dst += sc->sectorsize;
747         }
748         bp->bio_resid = 0;
749         return (error);
750 }
751
752 static void
753 mdcopyto_vlist(void *src, bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, off_t len)
754 {
755         off_t seg_len;
756
757         while (offset >= vlist->ds_len) {
758                 offset -= vlist->ds_len;
759                 vlist++;
760         }
761
762         while (len != 0) {
763                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
764                 bcopy(src, (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset),
765                     seg_len);
766                 offset = 0;
767                 src = (uint8_t *)src + seg_len;
768                 len -= seg_len;
769                 vlist++;
770         }
771 }
772
773 static void
774 mdcopyfrom_vlist(bus_dma_segment_t *vlist, off_t offset, void *dst, off_t len)
775 {
776         off_t seg_len;
777
778         while (offset >= vlist->ds_len) {
779                 offset -= vlist->ds_len;
780                 vlist++;
781         }
782
783         while (len != 0) {
784                 seg_len = omin(len, vlist->ds_len - offset);
785                 bcopy((void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr + offset), dst,
786                     seg_len);
787                 offset = 0;
788                 dst = (uint8_t *)dst + seg_len;
789                 len -= seg_len;
790                 vlist++;
791         }
792 }
793
794 static int
795 mdstart_preload(struct md_s *sc, struct bio *bp)
796 {
797         uint8_t *p;
798
799         p = sc->pl_ptr + bp->bio_offset;
800         switch (bp->bio_cmd) {
801         case BIO_READ:
802                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
803                         mdcopyto_vlist(p, (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
804                             bp->bio_ma_offset, bp->bio_length);
805                 } else {
806                         bcopy(p, bp->bio_data, bp->bio_length);
807                 }
808                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
809                 break;
810         case BIO_WRITE:
811                 if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
812                         mdcopyfrom_vlist((bus_dma_segment_t *)bp->bio_data,
813                             bp->bio_ma_offset, p, bp->bio_length);
814                 } else {
815                         bcopy(bp->bio_data, p, bp->bio_length);
816                 }
817                 break;
818         }
819         bp->bio_resid = 0;
820         return (0);
821 }
822
823 static int
824 mdstart_vnode(struct md_s *sc, struct bio *bp)
825 {
826         int error;
827         struct uio auio;
828         struct iovec aiov;
829         struct iovec *piov;
830         struct mount *mp;
831         struct vnode *vp;
832         struct buf *pb;
833         bus_dma_segment_t *vlist;
834         struct thread *td;
835         off_t iolen, len, zerosize;
836         int ma_offs, npages;
837
838         switch (bp->bio_cmd) {
839         case BIO_READ:
840                 auio.uio_rw = UIO_READ;
841                 break;
842         case BIO_WRITE:
843         case BIO_DELETE:
844                 auio.uio_rw = UIO_WRITE;
845                 break;
846         case BIO_FLUSH:
847                 break;
848         default:
849                 return (EOPNOTSUPP);
850         }
851
852         td = curthread;
853         vp = sc->vnode;
854         pb = NULL;
855         piov = NULL;
856         ma_offs = bp->bio_ma_offset;
857         len = bp->bio_length;
858
859         /*
860          * VNODE I/O
861          *
862          * If an error occurs, we set BIO_ERROR but we do not set
863          * B_INVAL because (for a write anyway), the buffer is
864          * still valid.
865          */
866
867         if (bp->bio_cmd == BIO_FLUSH) {
868                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
869                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
870                 error = VOP_FSYNC(vp, MNT_WAIT, td);
871                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
872                 vn_finished_write(mp);
873                 return (error);
874         }
875
876         auio.uio_offset = (vm_ooffset_t)bp->bio_offset;
877         auio.uio_resid = bp->bio_length;
878         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
879         auio.uio_td = td;
880
881         if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
882                 /*
883                  * Emulate BIO_DELETE by writing zeros.
884                  */
885                 zerosize = ZERO_REGION_SIZE -
886                     (ZERO_REGION_SIZE % sc->sectorsize);
887                 auio.uio_iovcnt = howmany(bp->bio_length, zerosize);
888                 piov = malloc(sizeof(*piov) * auio.uio_iovcnt, M_MD, M_WAITOK);
889                 auio.uio_iov = piov;
890                 while (len > 0) {
891                         piov->iov_base = __DECONST(void *, zero_region);
892                         piov->iov_len = len;
893                         if (len > zerosize)
894                                 piov->iov_len = zerosize;
895                         len -= piov->iov_len;
896                         piov++;
897                 }
898                 piov = auio.uio_iov;
899         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
900                 piov = malloc(sizeof(*piov) * bp->bio_ma_n, M_MD, M_WAITOK);
901                 auio.uio_iov = piov;
902                 vlist = (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data;
903                 while (len > 0) {
904                         piov->iov_base = (void *)(uintptr_t)(vlist->ds_addr +
905                             ma_offs);
906                         piov->iov_len = vlist->ds_len - ma_offs;
907                         if (piov->iov_len > len)
908                                 piov->iov_len = len;
909                         len -= piov->iov_len;
910                         ma_offs = 0;
911                         vlist++;
912                         piov++;
913                 }
914                 auio.uio_iovcnt = piov - auio.uio_iov;
915                 piov = auio.uio_iov;
916         } else if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
917                 pb = getpbuf(&md_vnode_pbuf_freecnt);
918                 bp->bio_resid = len;
919 unmapped_step:
920                 npages = atop(min(MAXPHYS, round_page(len + (ma_offs &
921                     PAGE_MASK))));
922                 iolen = min(ptoa(npages) - (ma_offs & PAGE_MASK), len);
923                 KASSERT(iolen > 0, ("zero iolen"));
924                 pmap_qenter((vm_offset_t)pb->b_data,
925                     &bp->bio_ma[atop(ma_offs)], npages);
926                 aiov.iov_base = (void *)((vm_offset_t)pb->b_data +
927                     (ma_offs & PAGE_MASK));
928                 aiov.iov_len = iolen;
929                 auio.uio_iov = &aiov;
930                 auio.uio_iovcnt = 1;
931                 auio.uio_resid = iolen;
932         } else {
933                 aiov.iov_base = bp->bio_data;
934                 aiov.iov_len = bp->bio_length;
935                 auio.uio_iov = &aiov;
936                 auio.uio_iovcnt = 1;
937         }
938         /*
939          * When reading set IO_DIRECT to try to avoid double-caching
940          * the data.  When writing IO_DIRECT is not optimal.
941          */
942         if (auio.uio_rw == UIO_READ) {
943                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
944                 error = VOP_READ(vp, &auio, IO_DIRECT, sc->cred);
945                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
946         } else {
947                 (void) vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
948                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
949                 error = VOP_WRITE(vp, &auio, sc->flags & MD_ASYNC ? 0 : IO_SYNC,
950                     sc->cred);
951                 VOP_UNLOCK(vp, 0);
952                 vn_finished_write(mp);
953                 if (error == 0)
954                         sc->flags &= ~MD_VERIFY;
955         }
956
957         if (pb != NULL) {
958                 pmap_qremove((vm_offset_t)pb->b_data, npages);
959                 if (error == 0) {
960                         len -= iolen;
961                         bp->bio_resid -= iolen;
962                         ma_offs += iolen;
963                         if (len > 0)
964                                 goto unmapped_step;
965                 }
966                 relpbuf(pb, &md_vnode_pbuf_freecnt);
967         }
968
969         free(piov, M_MD);
970         if (pb == NULL)
971                 bp->bio_resid = auio.uio_resid;
972         return (error);
973 }
974
975 static int
976 mdstart_swap(struct md_s *sc, struct bio *bp)
977 {
978         vm_page_t m;
979         u_char *p;
980         vm_pindex_t i, lastp;
981         bus_dma_segment_t *vlist;
982         int rv, ma_offs, offs, len, lastend;
983
984         switch (bp->bio_cmd) {
985         case BIO_READ:
986         case BIO_WRITE:
987         case BIO_DELETE:
988                 break;
989         default:
990                 return (EOPNOTSUPP);
991         }
992
993         p = bp->bio_data;
994         ma_offs = (bp->bio_flags & (BIO_UNMAPPED|BIO_VLIST)) != 0 ?
995             bp->bio_ma_offset : 0;
996         vlist = (bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0 ?
997             (bus_dma_segment_t *)bp->bio_data : NULL;
998
999         /*
1000          * offs is the offset at which to start operating on the
1001          * next (ie, first) page.  lastp is the last page on
1002          * which we're going to operate.  lastend is the ending
1003          * position within that last page (ie, PAGE_SIZE if
1004          * we're operating on complete aligned pages).
1005          */
1006         offs = bp->bio_offset % PAGE_SIZE;
1007         lastp = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) / PAGE_SIZE;
1008         lastend = (bp->bio_offset + bp->bio_length - 1) % PAGE_SIZE + 1;
1009
1010         rv = VM_PAGER_OK;
1011         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1012         vm_object_pip_add(sc->object, 1);
1013         for (i = bp->bio_offset / PAGE_SIZE; i <= lastp; i++) {
1014                 len = ((i == lastp) ? lastend : PAGE_SIZE) - offs;
1015                 m = vm_page_grab(sc->object, i, VM_ALLOC_SYSTEM);
1016                 if (bp->bio_cmd == BIO_READ) {
1017                         if (m->valid == VM_PAGE_BITS_ALL)
1018                                 rv = VM_PAGER_OK;
1019                         else
1020                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1021                                     NULL, NULL);
1022                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1023                                 vm_page_xunbusy(m);
1024                                 break;
1025                         } else if (rv == VM_PAGER_FAIL) {
1026                                 /*
1027                                  * Pager does not have the page.  Zero
1028                                  * the allocated page, and mark it as
1029                                  * valid. Do not set dirty, the page
1030                                  * can be recreated if thrown out.
1031                                  */
1032                                 pmap_zero_page(m);
1033                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1034                         }
1035                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1036                                 pmap_copy_pages(&m, offs, bp->bio_ma,
1037                                     ma_offs, len);
1038                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1039                                 physcopyout_vlist(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs,
1040                                     vlist, ma_offs, len);
1041                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1042                         } else {
1043                                 physcopyout(VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, p, len);
1044                                 cpu_flush_dcache(p, len);
1045                         }
1046                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1047                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1048                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1049                                     NULL, NULL);
1050                         else
1051                                 rv = VM_PAGER_OK;
1052                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1053                                 vm_page_xunbusy(m);
1054                                 break;
1055                         }
1056                         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
1057                                 pmap_copy_pages(bp->bio_ma, ma_offs, &m,
1058                                     offs, len);
1059                         } else if ((bp->bio_flags & BIO_VLIST) != 0) {
1060                                 physcopyin_vlist(vlist, ma_offs,
1061                                     VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1062                         } else {
1063                                 physcopyin(p, VM_PAGE_TO_PHYS(m) + offs, len);
1064                         }
1065                         m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1066                 } else if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE) {
1067                         if (len != PAGE_SIZE && m->valid != VM_PAGE_BITS_ALL)
1068                                 rv = vm_pager_get_pages(sc->object, &m, 1,
1069                                     NULL, NULL);
1070                         else
1071                                 rv = VM_PAGER_OK;
1072                         if (rv == VM_PAGER_ERROR) {
1073                                 vm_page_xunbusy(m);
1074                                 break;
1075                         }
1076                         if (len != PAGE_SIZE) {
1077                                 pmap_zero_page_area(m, offs, len);
1078                                 vm_page_clear_dirty(m, offs, len);
1079                                 m->valid = VM_PAGE_BITS_ALL;
1080                         } else
1081                                 vm_pager_page_unswapped(m);
1082                 }
1083                 vm_page_xunbusy(m);
1084                 vm_page_lock(m);
1085                 if (bp->bio_cmd == BIO_DELETE && len == PAGE_SIZE)
1086                         vm_page_free(m);
1087                 else
1088                         vm_page_activate(m);
1089                 vm_page_unlock(m);
1090                 if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
1091                         vm_page_dirty(m);
1092                         vm_pager_page_unswapped(m);
1093                 }
1094
1095                 /* Actions on further pages start at offset 0 */
1096                 p += PAGE_SIZE - offs;
1097                 offs = 0;
1098                 ma_offs += len;
1099         }
1100         vm_object_pip_wakeup(sc->object);
1101         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1102         return (rv != VM_PAGER_ERROR ? 0 : ENOSPC);
1103 }
1104
1105 static int
1106 mdstart_null(struct md_s *sc, struct bio *bp)
1107 {
1108
1109         switch (bp->bio_cmd) {
1110         case BIO_READ:
1111                 bzero(bp->bio_data, bp->bio_length);
1112                 cpu_flush_dcache(bp->bio_data, bp->bio_length);
1113                 break;
1114         case BIO_WRITE:
1115                 break;
1116         }
1117         bp->bio_resid = 0;
1118         return (0);
1119 }
1120
1121 static void
1122 md_kthread(void *arg)
1123 {
1124         struct md_s *sc;
1125         struct bio *bp;
1126         int error;
1127
1128         sc = arg;
1129         thread_lock(curthread);
1130         sched_prio(curthread, PRIBIO);
1131         thread_unlock(curthread);
1132         if (sc->type == MD_VNODE)
1133                 curthread->td_pflags |= TDP_NORUNNINGBUF;
1134
1135         for (;;) {
1136                 mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1137                 if (sc->flags & MD_SHUTDOWN) {
1138                         sc->flags |= MD_EXITING;
1139                         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1140                         kproc_exit(0);
1141                 }
1142                 bp = bioq_takefirst(&sc->bio_queue);
1143                 if (!bp) {
1144                         msleep(sc, &sc->queue_mtx, PRIBIO | PDROP, "mdwait", 0);
1145                         continue;
1146                 }
1147                 mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1148                 if (bp->bio_cmd == BIO_GETATTR) {
1149                         int isv = ((sc->flags & MD_VERIFY) != 0);
1150
1151                         if ((sc->fwsectors && sc->fwheads &&
1152                             (g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwsectors",
1153                             sc->fwsectors) ||
1154                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::fwheads",
1155                             sc->fwheads))) ||
1156                             g_handleattr_int(bp, "GEOM::candelete", 1))
1157                                 error = -1;
1158                         else if (g_handleattr_int(bp, "MNT::verified", isv))
1159                                 error = -1;
1160                         else
1161                                 error = EOPNOTSUPP;
1162                 } else {
1163                         error = sc->start(sc, bp);
1164                 }
1165
1166                 if (error != -1) {
1167                         bp->bio_completed = bp->bio_length;
1168                         if ((bp->bio_cmd == BIO_READ) || (bp->bio_cmd == BIO_WRITE))
1169                                 devstat_end_transaction_bio(sc->devstat, bp);
1170                         g_io_deliver(bp, error);
1171                 }
1172         }
1173 }
1174
1175 static struct md_s *
1176 mdfind(int unit)
1177 {
1178         struct md_s *sc;
1179
1180         LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1181                 if (sc->unit == unit)
1182                         break;
1183         }
1184         return (sc);
1185 }
1186
1187 static struct md_s *
1188 mdnew(int unit, int *errp, enum md_types type)
1189 {
1190         struct md_s *sc;
1191         int error;
1192
1193         *errp = 0;
1194         if (unit == -1)
1195                 unit = alloc_unr(md_uh);
1196         else
1197                 unit = alloc_unr_specific(md_uh, unit);
1198
1199         if (unit == -1) {
1200                 *errp = EBUSY;
1201                 return (NULL);
1202         }
1203
1204         sc = (struct md_s *)malloc(sizeof *sc, M_MD, M_WAITOK | M_ZERO);
1205         sc->type = type;
1206         bioq_init(&sc->bio_queue);
1207         mtx_init(&sc->queue_mtx, "md bio queue", NULL, MTX_DEF);
1208         mtx_init(&sc->stat_mtx, "md stat", NULL, MTX_DEF);
1209         sc->unit = unit;
1210         sprintf(sc->name, "md%d", unit);
1211         LIST_INSERT_HEAD(&md_softc_list, sc, list);
1212         error = kproc_create(md_kthread, sc, &sc->procp, 0, 0,"%s", sc->name);
1213         if (error == 0)
1214                 return (sc);
1215         LIST_REMOVE(sc, list);
1216         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1217         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1218         free_unr(md_uh, sc->unit);
1219         free(sc, M_MD);
1220         *errp = error;
1221         return (NULL);
1222 }
1223
1224 static void
1225 mdinit(struct md_s *sc)
1226 {
1227         struct g_geom *gp;
1228         struct g_provider *pp;
1229
1230         g_topology_lock();
1231         gp = g_new_geomf(&g_md_class, "md%d", sc->unit);
1232         gp->softc = sc;
1233         pp = g_new_providerf(gp, "md%d", sc->unit);
1234         pp->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
1235         pp->mediasize = sc->mediasize;
1236         pp->sectorsize = sc->sectorsize;
1237         switch (sc->type) {
1238         case MD_MALLOC:
1239         case MD_VNODE:
1240         case MD_SWAP:
1241                 pp->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
1242                 break;
1243         case MD_PRELOAD:
1244         case MD_NULL:
1245                 break;
1246         }
1247         sc->gp = gp;
1248         sc->pp = pp;
1249         g_error_provider(pp, 0);
1250         g_topology_unlock();
1251         sc->devstat = devstat_new_entry("md", sc->unit, sc->sectorsize,
1252             DEVSTAT_ALL_SUPPORTED, DEVSTAT_TYPE_DIRECT, DEVSTAT_PRIORITY_MAX);
1253 }
1254
1255 static int
1256 mdcreate_malloc(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
1257 {
1258         uintptr_t sp;
1259         int error;
1260         off_t u;
1261
1262         error = 0;
1263         if (mdio->md_options & ~(MD_AUTOUNIT | MD_COMPRESS | MD_RESERVE))
1264                 return (EINVAL);
1265         if (mdio->md_sectorsize != 0 && !powerof2(mdio->md_sectorsize))
1266                 return (EINVAL);
1267         /* Compression doesn't make sense if we have reserved space */
1268         if (mdio->md_options & MD_RESERVE)
1269                 mdio->md_options &= ~MD_COMPRESS;
1270         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1271                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1272         if (mdio->md_fwheads != 0)
1273                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1274         sc->flags = mdio->md_options & (MD_COMPRESS | MD_FORCE);
1275         sc->indir = dimension(sc->mediasize / sc->sectorsize);
1276         sc->uma = uma_zcreate(sc->name, sc->sectorsize, NULL, NULL, NULL, NULL,
1277             0x1ff, 0);
1278         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1279                 off_t nsectors;
1280
1281                 nsectors = sc->mediasize / sc->sectorsize;
1282                 for (u = 0; u < nsectors; u++) {
1283                         sp = (uintptr_t)uma_zalloc(sc->uma, (md_malloc_wait ?
1284                             M_WAITOK : M_NOWAIT) | M_ZERO);
1285                         if (sp != 0)
1286                                 error = s_write(sc->indir, u, sp);
1287                         else
1288                                 error = ENOMEM;
1289                         if (error != 0)
1290                                 break;
1291                 }
1292         }
1293         return (error);
1294 }
1295
1296
1297 static int
1298 mdsetcred(struct md_s *sc, struct ucred *cred)
1299 {
1300         char *tmpbuf;
1301         int error = 0;
1302
1303         /*
1304          * Set credits in our softc
1305          */
1306
1307         if (sc->cred)
1308                 crfree(sc->cred);
1309         sc->cred = crhold(cred);
1310
1311         /*
1312          * Horrible kludge to establish credentials for NFS  XXX.
1313          */
1314
1315         if (sc->vnode) {
1316                 struct uio auio;
1317                 struct iovec aiov;
1318
1319                 tmpbuf = malloc(sc->sectorsize, M_TEMP, M_WAITOK);
1320                 bzero(&auio, sizeof(auio));
1321
1322                 aiov.iov_base = tmpbuf;
1323                 aiov.iov_len = sc->sectorsize;
1324                 auio.uio_iov = &aiov;
1325                 auio.uio_iovcnt = 1;
1326                 auio.uio_offset = 0;
1327                 auio.uio_rw = UIO_READ;
1328                 auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1329                 auio.uio_resid = aiov.iov_len;
1330                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1331                 error = VOP_READ(sc->vnode, &auio, 0, sc->cred);
1332                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1333                 free(tmpbuf, M_TEMP);
1334         }
1335         return (error);
1336 }
1337
1338 static int
1339 mdcreate_vnode(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1340 {
1341         struct vattr vattr;
1342         struct nameidata nd;
1343         char *fname;
1344         int error, flags;
1345
1346         /*
1347          * Kernel-originated requests must have the filename appended
1348          * to the mdio structure to protect against malicious software.
1349          */
1350         fname = mdio->md_file;
1351         if ((void *)fname != (void *)(mdio + 1)) {
1352                 error = copyinstr(fname, sc->file, sizeof(sc->file), NULL);
1353                 if (error != 0)
1354                         return (error);
1355         } else
1356                 strlcpy(sc->file, fname, sizeof(sc->file));
1357
1358         /*
1359          * If the user specified that this is a read only device, don't
1360          * set the FWRITE mask before trying to open the backing store.
1361          */
1362         flags = FREAD | ((mdio->md_options & MD_READONLY) ? 0 : FWRITE) \
1363             | ((mdio->md_options & MD_VERIFY) ? 0 : O_VERIFY);
1364         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW, UIO_SYSSPACE, sc->file, td);
1365         error = vn_open(&nd, &flags, 0, NULL);
1366         if (error != 0)
1367                 return (error);
1368         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
1369         if (nd.ni_vp->v_type != VREG) {
1370                 error = EINVAL;
1371                 goto bad;
1372         }
1373         error = VOP_GETATTR(nd.ni_vp, &vattr, td->td_ucred);
1374         if (error != 0)
1375                 goto bad;
1376         if (VOP_ISLOCKED(nd.ni_vp) != LK_EXCLUSIVE) {
1377                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1378                 if (nd.ni_vp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1379                         /* Forced unmount. */
1380                         error = EBADF;
1381                         goto bad;
1382                 }
1383         }
1384         nd.ni_vp->v_vflag |= VV_MD;
1385         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1386
1387         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1388                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1389         if (mdio->md_fwheads != 0)
1390                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1391         sc->flags = mdio->md_options & (MD_FORCE | MD_ASYNC | MD_VERIFY);
1392         if (!(flags & FWRITE))
1393                 sc->flags |= MD_READONLY;
1394         sc->vnode = nd.ni_vp;
1395
1396         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1397         if (error != 0) {
1398                 sc->vnode = NULL;
1399                 vn_lock(nd.ni_vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1400                 nd.ni_vp->v_vflag &= ~VV_MD;
1401                 goto bad;
1402         }
1403         return (0);
1404 bad:
1405         VOP_UNLOCK(nd.ni_vp, 0);
1406         (void)vn_close(nd.ni_vp, flags, td->td_ucred, td);
1407         return (error);
1408 }
1409
1410 static int
1411 mddestroy(struct md_s *sc, struct thread *td)
1412 {
1413
1414         if (sc->gp) {
1415                 sc->gp->softc = NULL;
1416                 g_topology_lock();
1417                 g_wither_geom(sc->gp, ENXIO);
1418                 g_topology_unlock();
1419                 sc->gp = NULL;
1420                 sc->pp = NULL;
1421         }
1422         if (sc->devstat) {
1423                 devstat_remove_entry(sc->devstat);
1424                 sc->devstat = NULL;
1425         }
1426         mtx_lock(&sc->queue_mtx);
1427         sc->flags |= MD_SHUTDOWN;
1428         wakeup(sc);
1429         while (!(sc->flags & MD_EXITING))
1430                 msleep(sc->procp, &sc->queue_mtx, PRIBIO, "mddestroy", hz / 10);
1431         mtx_unlock(&sc->queue_mtx);
1432         mtx_destroy(&sc->stat_mtx);
1433         mtx_destroy(&sc->queue_mtx);
1434         if (sc->vnode != NULL) {
1435                 vn_lock(sc->vnode, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1436                 sc->vnode->v_vflag &= ~VV_MD;
1437                 VOP_UNLOCK(sc->vnode, 0);
1438                 (void)vn_close(sc->vnode, sc->flags & MD_READONLY ?
1439                     FREAD : (FREAD|FWRITE), sc->cred, td);
1440         }
1441         if (sc->cred != NULL)
1442                 crfree(sc->cred);
1443         if (sc->object != NULL)
1444                 vm_object_deallocate(sc->object);
1445         if (sc->indir)
1446                 destroy_indir(sc, sc->indir);
1447         if (sc->uma)
1448                 uma_zdestroy(sc->uma);
1449
1450         LIST_REMOVE(sc, list);
1451         free_unr(md_uh, sc->unit);
1452         free(sc, M_MD);
1453         return (0);
1454 }
1455
1456 static int
1457 mdresize(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio)
1458 {
1459         int error, res;
1460         vm_pindex_t oldpages, newpages;
1461
1462         switch (sc->type) {
1463         case MD_VNODE:
1464         case MD_NULL:
1465                 break;
1466         case MD_SWAP:
1467                 if (mdio->md_mediasize <= 0 ||
1468                     (mdio->md_mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1469                         return (EDOM);
1470                 oldpages = OFF_TO_IDX(round_page(sc->mediasize));
1471                 newpages = OFF_TO_IDX(round_page(mdio->md_mediasize));
1472                 if (newpages < oldpages) {
1473                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1474                         vm_object_page_remove(sc->object, newpages, 0, 0);
1475                         swap_pager_freespace(sc->object, newpages,
1476                             oldpages - newpages);
1477                         swap_release_by_cred(IDX_TO_OFF(oldpages -
1478                             newpages), sc->cred);
1479                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1480                         sc->object->size = newpages;
1481                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1482                 } else if (newpages > oldpages) {
1483                         res = swap_reserve_by_cred(IDX_TO_OFF(newpages -
1484                             oldpages), sc->cred);
1485                         if (!res)
1486                                 return (ENOMEM);
1487                         if ((mdio->md_options & MD_RESERVE) ||
1488                             (sc->flags & MD_RESERVE)) {
1489                                 error = swap_pager_reserve(sc->object,
1490                                     oldpages, newpages - oldpages);
1491                                 if (error < 0) {
1492                                         swap_release_by_cred(
1493                                             IDX_TO_OFF(newpages - oldpages),
1494                                             sc->cred);
1495                                         return (EDOM);
1496                                 }
1497                         }
1498                         VM_OBJECT_WLOCK(sc->object);
1499                         sc->object->charge = IDX_TO_OFF(newpages);
1500                         sc->object->size = newpages;
1501                         VM_OBJECT_WUNLOCK(sc->object);
1502                 }
1503                 break;
1504         default:
1505                 return (EOPNOTSUPP);
1506         }
1507
1508         sc->mediasize = mdio->md_mediasize;
1509         g_topology_lock();
1510         g_resize_provider(sc->pp, sc->mediasize);
1511         g_topology_unlock();
1512         return (0);
1513 }
1514
1515 static int
1516 mdcreate_swap(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1517 {
1518         vm_ooffset_t npage;
1519         int error;
1520
1521         /*
1522          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1523          * multiple of page size.
1524          */
1525         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1526                 return (EDOM);
1527
1528         /*
1529          * Allocate an OBJT_SWAP object.
1530          *
1531          * Note the truncation.
1532          */
1533
1534         if ((mdio->md_options & MD_VERIFY) != 0)
1535                 return (EINVAL);
1536         npage = mdio->md_mediasize / PAGE_SIZE;
1537         if (mdio->md_fwsectors != 0)
1538                 sc->fwsectors = mdio->md_fwsectors;
1539         if (mdio->md_fwheads != 0)
1540                 sc->fwheads = mdio->md_fwheads;
1541         sc->object = vm_pager_allocate(OBJT_SWAP, NULL, PAGE_SIZE * npage,
1542             VM_PROT_DEFAULT, 0, td->td_ucred);
1543         if (sc->object == NULL)
1544                 return (ENOMEM);
1545         sc->flags = mdio->md_options & (MD_FORCE | MD_RESERVE);
1546         if (mdio->md_options & MD_RESERVE) {
1547                 if (swap_pager_reserve(sc->object, 0, npage) < 0) {
1548                         error = EDOM;
1549                         goto finish;
1550                 }
1551         }
1552         error = mdsetcred(sc, td->td_ucred);
1553  finish:
1554         if (error != 0) {
1555                 vm_object_deallocate(sc->object);
1556                 sc->object = NULL;
1557         }
1558         return (error);
1559 }
1560
1561 static int
1562 mdcreate_null(struct md_s *sc, struct md_ioctl *mdio, struct thread *td)
1563 {
1564
1565         /*
1566          * Range check.  Disallow negative sizes and sizes not being
1567          * multiple of page size.
1568          */
1569         if (sc->mediasize <= 0 || (sc->mediasize % PAGE_SIZE) != 0)
1570                 return (EDOM);
1571
1572         return (0);
1573 }
1574
1575 static int
1576 xmdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1577 {
1578         struct md_ioctl *mdio;
1579         struct md_s *sc;
1580         int error, i;
1581         unsigned sectsize;
1582
1583         if (md_debug)
1584                 printf("mdctlioctl(%s %lx %p %x %p)\n",
1585                         devtoname(dev), cmd, addr, flags, td);
1586
1587         mdio = (struct md_ioctl *)addr;
1588         if (mdio->md_version != MDIOVERSION)
1589                 return (EINVAL);
1590
1591         /*
1592          * We assert the version number in the individual ioctl
1593          * handlers instead of out here because (a) it is possible we
1594          * may add another ioctl in the future which doesn't read an
1595          * mdio, and (b) the correct return value for an unknown ioctl
1596          * is ENOIOCTL, not EINVAL.
1597          */
1598         error = 0;
1599         switch (cmd) {
1600         case MDIOCATTACH:
1601                 switch (mdio->md_type) {
1602                 case MD_MALLOC:
1603                 case MD_PRELOAD:
1604                 case MD_VNODE:
1605                 case MD_SWAP:
1606                 case MD_NULL:
1607                         break;
1608                 default:
1609                         return (EINVAL);
1610                 }
1611                 if (mdio->md_sectorsize == 0)
1612                         sectsize = DEV_BSIZE;
1613                 else
1614                         sectsize = mdio->md_sectorsize;
1615                 if (sectsize > MAXPHYS || mdio->md_mediasize < sectsize)
1616                         return (EINVAL);
1617                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1618                         sc = mdnew(-1, &error, mdio->md_type);
1619                 else {
1620                         if (mdio->md_unit > INT_MAX)
1621                                 return (EINVAL);
1622                         sc = mdnew(mdio->md_unit, &error, mdio->md_type);
1623                 }
1624                 if (sc == NULL)
1625                         return (error);
1626                 if (mdio->md_options & MD_AUTOUNIT)
1627                         mdio->md_unit = sc->unit;
1628                 sc->mediasize = mdio->md_mediasize;
1629                 sc->sectorsize = sectsize;
1630                 error = EDOOFUS;
1631                 switch (sc->type) {
1632                 case MD_MALLOC:
1633                         sc->start = mdstart_malloc;
1634                         error = mdcreate_malloc(sc, mdio);
1635                         break;
1636                 case MD_PRELOAD:
1637                         /*
1638                          * We disallow attaching preloaded memory disks via
1639                          * ioctl. Preloaded memory disks are automatically
1640                          * attached in g_md_init().
1641                          */
1642                         error = EOPNOTSUPP;
1643                         break;
1644                 case MD_VNODE:
1645                         sc->start = mdstart_vnode;
1646                         error = mdcreate_vnode(sc, mdio, td);
1647                         break;
1648                 case MD_SWAP:
1649                         sc->start = mdstart_swap;
1650                         error = mdcreate_swap(sc, mdio, td);
1651                         break;
1652                 case MD_NULL:
1653                         sc->start = mdstart_null;
1654                         error = mdcreate_null(sc, mdio, td);
1655                         break;
1656                 }
1657                 if (error != 0) {
1658                         mddestroy(sc, td);
1659                         return (error);
1660                 }
1661
1662                 /* Prune off any residual fractional sector */
1663                 i = sc->mediasize % sc->sectorsize;
1664                 sc->mediasize -= i;
1665
1666                 mdinit(sc);
1667                 return (0);
1668         case MDIOCDETACH:
1669                 if (mdio->md_mediasize != 0 ||
1670                     (mdio->md_options & ~MD_FORCE) != 0)
1671                         return (EINVAL);
1672
1673                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1674                 if (sc == NULL)
1675                         return (ENOENT);
1676                 if (sc->opencount != 0 && !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1677                     !(mdio->md_options & MD_FORCE))
1678                         return (EBUSY);
1679                 return (mddestroy(sc, td));
1680         case MDIOCRESIZE:
1681                 if ((mdio->md_options & ~(MD_FORCE | MD_RESERVE)) != 0)
1682                         return (EINVAL);
1683
1684                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1685                 if (sc == NULL)
1686                         return (ENOENT);
1687                 if (mdio->md_mediasize < sc->sectorsize)
1688                         return (EINVAL);
1689                 if (mdio->md_mediasize < sc->mediasize &&
1690                     !(sc->flags & MD_FORCE) &&
1691                     !(mdio->md_options & MD_FORCE))
1692                         return (EBUSY);
1693                 return (mdresize(sc, mdio));
1694         case MDIOCQUERY:
1695                 sc = mdfind(mdio->md_unit);
1696                 if (sc == NULL)
1697                         return (ENOENT);
1698                 mdio->md_type = sc->type;
1699                 mdio->md_options = sc->flags;
1700                 mdio->md_mediasize = sc->mediasize;
1701                 mdio->md_sectorsize = sc->sectorsize;
1702                 if (sc->type == MD_VNODE ||
1703                     (sc->type == MD_PRELOAD && mdio->md_file != NULL))
1704                         error = copyout(sc->file, mdio->md_file,
1705                             strlen(sc->file) + 1);
1706                 return (error);
1707         case MDIOCLIST:
1708                 i = 1;
1709                 LIST_FOREACH(sc, &md_softc_list, list) {
1710                         if (i == MDNPAD - 1)
1711                                 mdio->md_pad[i] = -1;
1712                         else
1713                                 mdio->md_pad[i++] = sc->unit;
1714                 }
1715                 mdio->md_pad[0] = i - 1;
1716                 return (0);
1717         default:
1718                 return (ENOIOCTL);
1719         };
1720 }
1721
1722 static int
1723 mdctlioctl(struct cdev *dev, u_long cmd, caddr_t addr, int flags, struct thread *td)
1724 {
1725         int error;
1726
1727         sx_xlock(&md_sx);
1728         error = xmdctlioctl(dev, cmd, addr, flags, td);
1729         sx_xunlock(&md_sx);
1730         return (error);
1731 }
1732
1733 static void
1734 md_preloaded(u_char *image, size_t length, const char *name)
1735 {
1736         struct md_s *sc;
1737         int error;
1738
1739         sc = mdnew(-1, &error, MD_PRELOAD);
1740         if (sc == NULL)
1741                 return;
1742         sc->mediasize = length;
1743         sc->sectorsize = DEV_BSIZE;
1744         sc->pl_ptr = image;
1745         sc->pl_len = length;
1746         sc->start = mdstart_preload;
1747         if (name != NULL)
1748                 strlcpy(sc->file, name, sizeof(sc->file));
1749 #if defined(MD_ROOT) && !defined(ROOTDEVNAME)
1750         if (sc->unit == 0)
1751                 rootdevnames[0] = MD_ROOT_FSTYPE ":/dev/md0";
1752 #endif
1753         mdinit(sc);
1754         if (name != NULL) {
1755                 printf("%s%d: Preloaded image <%s> %zd bytes at %p\n",
1756                     MD_NAME, sc->unit, name, length, image);
1757         } else {
1758                 printf("%s%d: Embedded image %zd bytes at %p\n",
1759                     MD_NAME, sc->unit, length, image);
1760         }
1761 }
1762
1763 static void
1764 g_md_init(struct g_class *mp __unused)
1765 {
1766         caddr_t mod;
1767         u_char *ptr, *name, *type;
1768         unsigned len;
1769         int i;
1770
1771         /* figure out log2(NINDIR) */
1772         for (i = NINDIR, nshift = -1; i; nshift++)
1773                 i >>= 1;
1774
1775         mod = NULL;
1776         sx_init(&md_sx, "MD config lock");
1777         g_topology_unlock();
1778         md_uh = new_unrhdr(0, INT_MAX, NULL);
1779 #ifdef MD_ROOT
1780         if (mfs_root_size != 0) {
1781                 sx_xlock(&md_sx);
1782                 md_preloaded(__DEVOLATILE(u_char *, &mfs_root), mfs_root_size,
1783                     NULL);
1784                 sx_xunlock(&md_sx);
1785         }
1786 #endif
1787         /* XXX: are preload_* static or do they need Giant ? */
1788         while ((mod = preload_search_next_name(mod)) != NULL) {
1789                 name = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_NAME);
1790                 if (name == NULL)
1791                         continue;
1792                 type = (char *)preload_search_info(mod, MODINFO_TYPE);
1793                 if (type == NULL)
1794                         continue;
1795                 if (strcmp(type, "md_image") && strcmp(type, "mfs_root"))
1796                         continue;
1797                 ptr = preload_fetch_addr(mod);
1798                 len = preload_fetch_size(mod);
1799                 if (ptr != NULL && len != 0) {
1800                         sx_xlock(&md_sx);
1801                         md_preloaded(ptr, len, name);
1802                         sx_xunlock(&md_sx);
1803                 }
1804         }
1805         md_vnode_pbuf_freecnt = nswbuf / 10;
1806         status_dev = make_dev(&mdctl_cdevsw, INT_MAX, UID_ROOT, GID_WHEEL,
1807             0600, MDCTL_NAME);
1808         g_topology_lock();
1809 }
1810
1811 static void
1812 g_md_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
1813     struct g_consumer *cp __unused, struct g_provider *pp)
1814 {
1815         struct md_s *mp;
1816         char *type;
1817
1818         mp = gp->softc;
1819         if (mp == NULL)
1820                 return;
1821
1822         switch (mp->type) {
1823         case MD_MALLOC:
1824                 type = "malloc";
1825                 break;
1826         case MD_PRELOAD:
1827                 type = "preload";
1828                 break;
1829         case MD_VNODE:
1830                 type = "vnode";
1831                 break;
1832         case MD_SWAP:
1833                 type = "swap";
1834                 break;
1835         case MD_NULL:
1836                 type = "null";
1837                 break;
1838         default:
1839                 type = "unknown";
1840                 break;
1841         }
1842
1843         if (pp != NULL) {
1844                 if (indent == NULL) {
1845                         sbuf_printf(sb, " u %d", mp->unit);
1846                         sbuf_printf(sb, " s %ju", (uintmax_t) mp->sectorsize);
1847                         sbuf_printf(sb, " f %ju", (uintmax_t) mp->fwheads);
1848                         sbuf_printf(sb, " fs %ju", (uintmax_t) mp->fwsectors);
1849                         sbuf_printf(sb, " l %ju", (uintmax_t) mp->mediasize);
1850                         sbuf_printf(sb, " t %s", type);
1851                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
1852                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0'))
1853                                 sbuf_printf(sb, " file %s", mp->file);
1854                 } else {
1855                         sbuf_printf(sb, "%s<unit>%d</unit>\n", indent,
1856                             mp->unit);
1857                         sbuf_printf(sb, "%s<sectorsize>%ju</sectorsize>\n",
1858                             indent, (uintmax_t) mp->sectorsize);
1859                         sbuf_printf(sb, "%s<fwheads>%ju</fwheads>\n",
1860                             indent, (uintmax_t) mp->fwheads);
1861                         sbuf_printf(sb, "%s<fwsectors>%ju</fwsectors>\n",
1862                             indent, (uintmax_t) mp->fwsectors);
1863                         sbuf_printf(sb, "%s<length>%ju</length>\n",
1864                             indent, (uintmax_t) mp->mediasize);
1865                         sbuf_printf(sb, "%s<compression>%s</compression>\n", indent,
1866                             (mp->flags & MD_COMPRESS) == 0 ? "off": "on");
1867                         sbuf_printf(sb, "%s<access>%s</access>\n", indent,
1868                             (mp->flags & MD_READONLY) == 0 ? "read-write":
1869                             "read-only");
1870                         sbuf_printf(sb, "%s<type>%s</type>\n", indent,
1871                             type);
1872                         if ((mp->type == MD_VNODE && mp->vnode != NULL) ||
1873                             (mp->type == MD_PRELOAD && mp->file[0] != '\0')) {
1874                                 sbuf_printf(sb, "%s<file>", indent);
1875                                 g_conf_printf_escaped(sb, "%s", mp->file);
1876                                 sbuf_printf(sb, "</file>\n");
1877                         }
1878                 }
1879         }
1880 }
1881
1882 static void
1883 g_md_fini(struct g_class *mp __unused)
1884 {
1885
1886         sx_destroy(&md_sx);
1887         if (status_dev != NULL)
1888                 destroy_dev(status_dev);
1889         delete_unrhdr(md_uh);
1890 }