]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/geom/stripe/g_stripe.c
MFV r357608: Limit memory usage in xz(1) instead of in tuklib.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / geom / stripe / g_stripe.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2004-2005 Pawel Jakub Dawidek <pjd@FreeBSD.org>
5  * All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  *
16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHORS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
26  * SUCH DAMAGE.
27  */
28
29 #include <sys/cdefs.h>
30 __FBSDID("$FreeBSD$");
31
32 #include <sys/param.h>
33 #include <sys/systm.h>
34 #include <sys/kernel.h>
35 #include <sys/module.h>
36 #include <sys/lock.h>
37 #include <sys/mutex.h>
38 #include <sys/bio.h>
39 #include <sys/sbuf.h>
40 #include <sys/sysctl.h>
41 #include <sys/malloc.h>
42 #include <vm/uma.h>
43 #include <geom/geom.h>
44 #include <geom/geom_dbg.h>
45 #include <geom/stripe/g_stripe.h>
46
47 FEATURE(geom_stripe, "GEOM striping support");
48
49 static MALLOC_DEFINE(M_STRIPE, "stripe_data", "GEOM_STRIPE Data");
50
51 static uma_zone_t g_stripe_zone;
52
53 static int g_stripe_destroy(struct g_stripe_softc *sc, boolean_t force);
54 static int g_stripe_destroy_geom(struct gctl_req *req, struct g_class *mp,
55     struct g_geom *gp);
56
57 static g_taste_t g_stripe_taste;
58 static g_ctl_req_t g_stripe_config;
59 static g_dumpconf_t g_stripe_dumpconf;
60 static g_init_t g_stripe_init;
61 static g_fini_t g_stripe_fini;
62
63 struct g_class g_stripe_class = {
64         .name = G_STRIPE_CLASS_NAME,
65         .version = G_VERSION,
66         .ctlreq = g_stripe_config,
67         .taste = g_stripe_taste,
68         .destroy_geom = g_stripe_destroy_geom,
69         .init = g_stripe_init,
70         .fini = g_stripe_fini
71 };
72
73 SYSCTL_DECL(_kern_geom);
74 static SYSCTL_NODE(_kern_geom, OID_AUTO, stripe, CTLFLAG_RW, 0,
75     "GEOM_STRIPE stuff");
76 static u_int g_stripe_debug = 0;
77 SYSCTL_UINT(_kern_geom_stripe, OID_AUTO, debug, CTLFLAG_RWTUN, &g_stripe_debug, 0,
78     "Debug level");
79 static int g_stripe_fast = 0;
80 static int
81 g_sysctl_stripe_fast(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
82 {
83         int error, fast;
84
85         fast = g_stripe_fast;
86         error = sysctl_handle_int(oidp, &fast, 0, req);
87         if (error == 0 && req->newptr != NULL)
88                 g_stripe_fast = fast;
89         return (error);
90 }
91 SYSCTL_PROC(_kern_geom_stripe, OID_AUTO, fast, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RWTUN,
92     NULL, 0, g_sysctl_stripe_fast, "I", "Fast, but memory-consuming, mode");
93 static u_int g_stripe_maxmem = MAXPHYS * 100;
94 SYSCTL_UINT(_kern_geom_stripe, OID_AUTO, maxmem, CTLFLAG_RDTUN, &g_stripe_maxmem,
95     0, "Maximum memory that can be allocated in \"fast\" mode (in bytes)");
96 static u_int g_stripe_fast_failed = 0;
97 SYSCTL_UINT(_kern_geom_stripe, OID_AUTO, fast_failed, CTLFLAG_RD,
98     &g_stripe_fast_failed, 0, "How many times \"fast\" mode failed");
99
100 /*
101  * Greatest Common Divisor.
102  */
103 static u_int
104 gcd(u_int a, u_int b)
105 {
106         u_int c;
107
108         while (b != 0) {
109                 c = a;
110                 a = b;
111                 b = (c % b);
112         }
113         return (a);
114 }
115
116 /*
117  * Least Common Multiple.
118  */
119 static u_int
120 lcm(u_int a, u_int b)
121 {
122
123         return ((a * b) / gcd(a, b));
124 }
125
126 static void
127 g_stripe_init(struct g_class *mp __unused)
128 {
129
130         g_stripe_zone = uma_zcreate("g_stripe_zone", MAXPHYS, NULL, NULL,
131             NULL, NULL, 0, 0);
132         g_stripe_maxmem -= g_stripe_maxmem % MAXPHYS;
133         uma_zone_set_max(g_stripe_zone, g_stripe_maxmem / MAXPHYS);
134 }
135
136 static void
137 g_stripe_fini(struct g_class *mp __unused)
138 {
139
140         uma_zdestroy(g_stripe_zone);
141 }
142
143 /*
144  * Return the number of valid disks.
145  */
146 static u_int
147 g_stripe_nvalid(struct g_stripe_softc *sc)
148 {
149         u_int i, no;
150
151         no = 0;
152         for (i = 0; i < sc->sc_ndisks; i++) {
153                 if (sc->sc_disks[i] != NULL)
154                         no++;
155         }
156
157         return (no);
158 }
159
160 static void
161 g_stripe_remove_disk(struct g_consumer *cp)
162 {
163         struct g_stripe_softc *sc;
164
165         g_topology_assert();
166         KASSERT(cp != NULL, ("Non-valid disk in %s.", __func__));
167         sc = (struct g_stripe_softc *)cp->geom->softc;
168         KASSERT(sc != NULL, ("NULL sc in %s.", __func__));
169
170         if (cp->private == NULL) {
171                 G_STRIPE_DEBUG(0, "Disk %s removed from %s.",
172                     cp->provider->name, sc->sc_name);
173                 cp->private = (void *)(uintptr_t)-1;
174         }
175
176         if (sc->sc_provider != NULL) {
177                 G_STRIPE_DEBUG(0, "Device %s deactivated.",
178                     sc->sc_provider->name);
179                 g_wither_provider(sc->sc_provider, ENXIO);
180                 sc->sc_provider = NULL;
181         }
182
183         if (cp->acr > 0 || cp->acw > 0 || cp->ace > 0)
184                 return;
185         sc->sc_disks[cp->index] = NULL;
186         cp->index = 0;
187         g_detach(cp);
188         g_destroy_consumer(cp);
189         /* If there are no valid disks anymore, remove device. */
190         if (LIST_EMPTY(&sc->sc_geom->consumer))
191                 g_stripe_destroy(sc, 1);
192 }
193
194 static void
195 g_stripe_orphan(struct g_consumer *cp)
196 {
197         struct g_stripe_softc *sc;
198         struct g_geom *gp;
199
200         g_topology_assert();
201         gp = cp->geom;
202         sc = gp->softc;
203         if (sc == NULL)
204                 return;
205
206         g_stripe_remove_disk(cp);
207 }
208
209 static int
210 g_stripe_access(struct g_provider *pp, int dr, int dw, int de)
211 {
212         struct g_consumer *cp1, *cp2, *tmp;
213         struct g_stripe_softc *sc;
214         struct g_geom *gp;
215         int error;
216
217         g_topology_assert();
218         gp = pp->geom;
219         sc = gp->softc;
220         KASSERT(sc != NULL, ("NULL sc in %s.", __func__));
221
222         /* On first open, grab an extra "exclusive" bit */
223         if (pp->acr == 0 && pp->acw == 0 && pp->ace == 0)
224                 de++;
225         /* ... and let go of it on last close */
226         if ((pp->acr + dr) == 0 && (pp->acw + dw) == 0 && (pp->ace + de) == 0)
227                 de--;
228
229         LIST_FOREACH_SAFE(cp1, &gp->consumer, consumer, tmp) {
230                 error = g_access(cp1, dr, dw, de);
231                 if (error != 0)
232                         goto fail;
233                 if (cp1->acr == 0 && cp1->acw == 0 && cp1->ace == 0 &&
234                     cp1->private != NULL) {
235                         g_stripe_remove_disk(cp1); /* May destroy geom. */
236                 }
237         }
238         return (0);
239
240 fail:
241         LIST_FOREACH(cp2, &gp->consumer, consumer) {
242                 if (cp1 == cp2)
243                         break;
244                 g_access(cp2, -dr, -dw, -de);
245         }
246         return (error);
247 }
248
249 static void
250 g_stripe_copy(struct g_stripe_softc *sc, char *src, char *dst, off_t offset,
251     off_t length, int mode)
252 {
253         off_t stripesize;
254         size_t len;
255
256         stripesize = sc->sc_stripesize;
257         len = (size_t)(stripesize - (offset & (stripesize - 1)));
258         do {
259                 bcopy(src, dst, len);
260                 if (mode) {
261                         dst += len + stripesize * (sc->sc_ndisks - 1);
262                         src += len;
263                 } else {
264                         dst += len;
265                         src += len + stripesize * (sc->sc_ndisks - 1);
266                 }
267                 length -= len;
268                 KASSERT(length >= 0,
269                     ("Length < 0 (stripesize=%ju, offset=%ju, length=%jd).",
270                     (uintmax_t)stripesize, (uintmax_t)offset, (intmax_t)length));
271                 if (length > stripesize)
272                         len = stripesize;
273                 else
274                         len = length;
275         } while (length > 0);
276 }
277
278 static void
279 g_stripe_done(struct bio *bp)
280 {
281         struct g_stripe_softc *sc;
282         struct bio *pbp;
283
284         pbp = bp->bio_parent;
285         sc = pbp->bio_to->geom->softc;
286         if (bp->bio_cmd == BIO_READ && bp->bio_caller1 != NULL) {
287                 g_stripe_copy(sc, bp->bio_data, bp->bio_caller1, bp->bio_offset,
288                     bp->bio_length, 1);
289                 bp->bio_data = bp->bio_caller1;
290                 bp->bio_caller1 = NULL;
291         }
292         mtx_lock(&sc->sc_lock);
293         if (pbp->bio_error == 0)
294                 pbp->bio_error = bp->bio_error;
295         pbp->bio_completed += bp->bio_completed;
296         pbp->bio_inbed++;
297         if (pbp->bio_children == pbp->bio_inbed) {
298                 mtx_unlock(&sc->sc_lock);
299                 if (pbp->bio_driver1 != NULL)
300                         uma_zfree(g_stripe_zone, pbp->bio_driver1);
301                 if (bp->bio_cmd == BIO_SPEEDUP)
302                         pbp->bio_completed = pbp->bio_length;
303                 g_io_deliver(pbp, pbp->bio_error);
304         } else
305                 mtx_unlock(&sc->sc_lock);
306         g_destroy_bio(bp);
307 }
308
309 static int
310 g_stripe_start_fast(struct bio *bp, u_int no, off_t offset, off_t length)
311 {
312         TAILQ_HEAD(, bio) queue = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(queue);
313         struct g_stripe_softc *sc;
314         char *addr, *data = NULL;
315         struct bio *cbp;
316         off_t stripesize;
317         u_int nparts = 0;
318         int error;
319
320         sc = bp->bio_to->geom->softc;
321
322         addr = bp->bio_data;
323         stripesize = sc->sc_stripesize;
324
325         cbp = g_clone_bio(bp);
326         if (cbp == NULL) {
327                 error = ENOMEM;
328                 goto failure;
329         }
330         TAILQ_INSERT_TAIL(&queue, cbp, bio_queue);
331         nparts++;
332         /*
333          * Fill in the component buf structure.
334          */
335         cbp->bio_done = g_stripe_done;
336         cbp->bio_offset = offset;
337         cbp->bio_data = addr;
338         cbp->bio_caller1 = NULL;
339         cbp->bio_length = length;
340         cbp->bio_caller2 = sc->sc_disks[no];
341
342         /* offset -= offset % stripesize; */
343         offset -= offset & (stripesize - 1);
344         addr += length;
345         length = bp->bio_length - length;
346         for (no++; length > 0; no++, length -= stripesize, addr += stripesize) {
347                 if (no > sc->sc_ndisks - 1) {
348                         no = 0;
349                         offset += stripesize;
350                 }
351                 if (nparts >= sc->sc_ndisks) {
352                         cbp = TAILQ_NEXT(cbp, bio_queue);
353                         if (cbp == NULL)
354                                 cbp = TAILQ_FIRST(&queue);
355                         nparts++;
356                         /*
357                          * Update bio structure.
358                          */
359                         /*
360                          * MIN() is in case when
361                          * (bp->bio_length % sc->sc_stripesize) != 0.
362                          */
363                         cbp->bio_length += MIN(stripesize, length);
364                         if (cbp->bio_caller1 == NULL) {
365                                 cbp->bio_caller1 = cbp->bio_data;
366                                 cbp->bio_data = NULL;
367                                 if (data == NULL) {
368                                         data = uma_zalloc(g_stripe_zone,
369                                             M_NOWAIT);
370                                         if (data == NULL) {
371                                                 error = ENOMEM;
372                                                 goto failure;
373                                         }
374                                 }
375                         }
376                 } else {
377                         cbp = g_clone_bio(bp);
378                         if (cbp == NULL) {
379                                 error = ENOMEM;
380                                 goto failure;
381                         }
382                         TAILQ_INSERT_TAIL(&queue, cbp, bio_queue);
383                         nparts++;
384                         /*
385                          * Fill in the component buf structure.
386                          */
387                         cbp->bio_done = g_stripe_done;
388                         cbp->bio_offset = offset;
389                         cbp->bio_data = addr;
390                         cbp->bio_caller1 = NULL;
391                         /*
392                          * MIN() is in case when
393                          * (bp->bio_length % sc->sc_stripesize) != 0.
394                          */
395                         cbp->bio_length = MIN(stripesize, length);
396                         cbp->bio_caller2 = sc->sc_disks[no];
397                 }
398         }
399         if (data != NULL)
400                 bp->bio_driver1 = data;
401         /*
402          * Fire off all allocated requests!
403          */
404         while ((cbp = TAILQ_FIRST(&queue)) != NULL) {
405                 struct g_consumer *cp;
406
407                 TAILQ_REMOVE(&queue, cbp, bio_queue);
408                 cp = cbp->bio_caller2;
409                 cbp->bio_caller2 = NULL;
410                 cbp->bio_to = cp->provider;
411                 if (cbp->bio_caller1 != NULL) {
412                         cbp->bio_data = data;
413                         if (bp->bio_cmd == BIO_WRITE) {
414                                 g_stripe_copy(sc, cbp->bio_caller1, data,
415                                     cbp->bio_offset, cbp->bio_length, 0);
416                         }
417                         data += cbp->bio_length;
418                 }
419                 G_STRIPE_LOGREQ(cbp, "Sending request.");
420                 g_io_request(cbp, cp);
421         }
422         return (0);
423 failure:
424         if (data != NULL)
425                 uma_zfree(g_stripe_zone, data);
426         while ((cbp = TAILQ_FIRST(&queue)) != NULL) {
427                 TAILQ_REMOVE(&queue, cbp, bio_queue);
428                 if (cbp->bio_caller1 != NULL) {
429                         cbp->bio_data = cbp->bio_caller1;
430                         cbp->bio_caller1 = NULL;
431                 }
432                 bp->bio_children--;
433                 g_destroy_bio(cbp);
434         }
435         return (error);
436 }
437
438 static int
439 g_stripe_start_economic(struct bio *bp, u_int no, off_t offset, off_t length)
440 {
441         TAILQ_HEAD(, bio) queue = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(queue);
442         struct g_stripe_softc *sc;
443         off_t stripesize;
444         struct bio *cbp;
445         char *addr;
446         int error;
447
448         sc = bp->bio_to->geom->softc;
449
450         stripesize = sc->sc_stripesize;
451
452         cbp = g_clone_bio(bp);
453         if (cbp == NULL) {
454                 error = ENOMEM;
455                 goto failure;
456         }
457         TAILQ_INSERT_TAIL(&queue, cbp, bio_queue);
458         /*
459          * Fill in the component buf structure.
460          */
461         if (bp->bio_length == length)
462                 cbp->bio_done = g_std_done;     /* Optimized lockless case. */
463         else
464                 cbp->bio_done = g_stripe_done;
465         cbp->bio_offset = offset;
466         cbp->bio_length = length;
467         if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
468                 bp->bio_ma_n = round_page(bp->bio_ma_offset +
469                     bp->bio_length) / PAGE_SIZE;
470                 addr = NULL;
471         } else
472                 addr = bp->bio_data;
473         cbp->bio_caller2 = sc->sc_disks[no];
474
475         /* offset -= offset % stripesize; */
476         offset -= offset & (stripesize - 1);
477         if (bp->bio_cmd != BIO_DELETE)
478                 addr += length;
479         length = bp->bio_length - length;
480         for (no++; length > 0; no++, length -= stripesize) {
481                 if (no > sc->sc_ndisks - 1) {
482                         no = 0;
483                         offset += stripesize;
484                 }
485                 cbp = g_clone_bio(bp);
486                 if (cbp == NULL) {
487                         error = ENOMEM;
488                         goto failure;
489                 }
490                 TAILQ_INSERT_TAIL(&queue, cbp, bio_queue);
491
492                 /*
493                  * Fill in the component buf structure.
494                  */
495                 cbp->bio_done = g_stripe_done;
496                 cbp->bio_offset = offset;
497                 /*
498                  * MIN() is in case when
499                  * (bp->bio_length % sc->sc_stripesize) != 0.
500                  */
501                 cbp->bio_length = MIN(stripesize, length);
502                 if ((bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) != 0) {
503                         cbp->bio_ma_offset += (uintptr_t)addr;
504                         cbp->bio_ma += cbp->bio_ma_offset / PAGE_SIZE;
505                         cbp->bio_ma_offset %= PAGE_SIZE;
506                         cbp->bio_ma_n = round_page(cbp->bio_ma_offset +
507                             cbp->bio_length) / PAGE_SIZE;
508                 } else
509                         cbp->bio_data = addr;
510
511                 cbp->bio_caller2 = sc->sc_disks[no];
512
513                 if (bp->bio_cmd != BIO_DELETE)
514                         addr += stripesize;
515         }
516         /*
517          * Fire off all allocated requests!
518          */
519         while ((cbp = TAILQ_FIRST(&queue)) != NULL) {
520                 struct g_consumer *cp;
521
522                 TAILQ_REMOVE(&queue, cbp, bio_queue);
523                 cp = cbp->bio_caller2;
524                 cbp->bio_caller2 = NULL;
525                 cbp->bio_to = cp->provider;
526                 G_STRIPE_LOGREQ(cbp, "Sending request.");
527                 g_io_request(cbp, cp);
528         }
529         return (0);
530 failure:
531         while ((cbp = TAILQ_FIRST(&queue)) != NULL) {
532                 TAILQ_REMOVE(&queue, cbp, bio_queue);
533                 bp->bio_children--;
534                 g_destroy_bio(cbp);
535         }
536         return (error);
537 }
538
539 static void
540 g_stripe_pushdown(struct g_stripe_softc *sc, struct bio *bp)
541 {
542         struct bio_queue_head queue;
543         struct g_consumer *cp;
544         struct bio *cbp;
545         u_int no;
546
547         bioq_init(&queue);
548         for (no = 0; no < sc->sc_ndisks; no++) {
549                 cbp = g_clone_bio(bp);
550                 if (cbp == NULL) {
551                         for (cbp = bioq_first(&queue); cbp != NULL;
552                             cbp = bioq_first(&queue)) {
553                                 bioq_remove(&queue, cbp);
554                                 g_destroy_bio(cbp);
555                         }
556                         if (bp->bio_error == 0)
557                                 bp->bio_error = ENOMEM;
558                         g_io_deliver(bp, bp->bio_error);
559                         return;
560                 }
561                 bioq_insert_tail(&queue, cbp);
562                 cbp->bio_done = g_stripe_done;
563                 cbp->bio_caller2 = sc->sc_disks[no];
564                 cbp->bio_to = sc->sc_disks[no]->provider;
565         }
566         for (cbp = bioq_first(&queue); cbp != NULL; cbp = bioq_first(&queue)) {
567                 bioq_remove(&queue, cbp);
568                 G_STRIPE_LOGREQ(cbp, "Sending request.");
569                 cp = cbp->bio_caller2;
570                 cbp->bio_caller2 = NULL;
571                 g_io_request(cbp, cp);
572         }
573 }
574
575 static void
576 g_stripe_start(struct bio *bp)
577 {
578         off_t offset, start, length, nstripe, stripesize;
579         struct g_stripe_softc *sc;
580         u_int no;
581         int error, fast = 0;
582
583         sc = bp->bio_to->geom->softc;
584         /*
585          * If sc == NULL, provider's error should be set and g_stripe_start()
586          * should not be called at all.
587          */
588         KASSERT(sc != NULL,
589             ("Provider's error should be set (error=%d)(device=%s).",
590             bp->bio_to->error, bp->bio_to->name));
591
592         G_STRIPE_LOGREQ(bp, "Request received.");
593
594         switch (bp->bio_cmd) {
595         case BIO_READ:
596         case BIO_WRITE:
597         case BIO_DELETE:
598                 break;
599         case BIO_SPEEDUP:
600         case BIO_FLUSH:
601                 g_stripe_pushdown(sc, bp);
602                 return;
603         case BIO_GETATTR:
604                 /* To which provider it should be delivered? */
605         default:
606                 g_io_deliver(bp, EOPNOTSUPP);
607                 return;
608         }
609
610         stripesize = sc->sc_stripesize;
611
612         /*
613          * Calculations are quite messy, but fast I hope.
614          */
615
616         /* Stripe number. */
617         /* nstripe = bp->bio_offset / stripesize; */
618         nstripe = bp->bio_offset >> (off_t)sc->sc_stripebits;
619         /* Disk number. */
620         no = nstripe % sc->sc_ndisks;
621         /* Start position in stripe. */
622         /* start = bp->bio_offset % stripesize; */
623         start = bp->bio_offset & (stripesize - 1);
624         /* Start position in disk. */
625         /* offset = (nstripe / sc->sc_ndisks) * stripesize + start; */
626         offset = ((nstripe / sc->sc_ndisks) << sc->sc_stripebits) + start;
627         /* Length of data to operate. */
628         length = MIN(bp->bio_length, stripesize - start);
629
630         /*
631          * Do use "fast" mode when:
632          * 1. "Fast" mode is ON.
633          * and
634          * 2. Request size is less than or equal to MAXPHYS,
635          *    which should always be true.
636          * and
637          * 3. Request size is bigger than stripesize * ndisks. If it isn't,
638          *    there will be no need to send more than one I/O request to
639          *    a provider, so there is nothing to optmize.
640          * and
641          * 4. Request is not unmapped.
642          * and
643          * 5. It is not a BIO_DELETE.
644          */
645         if (g_stripe_fast && bp->bio_length <= MAXPHYS &&
646             bp->bio_length >= stripesize * sc->sc_ndisks &&
647             (bp->bio_flags & BIO_UNMAPPED) == 0 &&
648             bp->bio_cmd != BIO_DELETE) {
649                 fast = 1;
650         }
651         error = 0;
652         if (fast) {
653                 error = g_stripe_start_fast(bp, no, offset, length);
654                 if (error != 0)
655                         g_stripe_fast_failed++;
656         }
657         /*
658          * Do use "economic" when:
659          * 1. "Economic" mode is ON.
660          * or
661          * 2. "Fast" mode failed. It can only fail if there is no memory.
662          */
663         if (!fast || error != 0)
664                 error = g_stripe_start_economic(bp, no, offset, length);
665         if (error != 0) {
666                 if (bp->bio_error == 0)
667                         bp->bio_error = error;
668                 g_io_deliver(bp, bp->bio_error);
669         }
670 }
671
672 static void
673 g_stripe_check_and_run(struct g_stripe_softc *sc)
674 {
675         struct g_provider *dp;
676         off_t mediasize, ms;
677         u_int no, sectorsize = 0;
678
679         g_topology_assert();
680         if (g_stripe_nvalid(sc) != sc->sc_ndisks)
681                 return;
682
683         sc->sc_provider = g_new_providerf(sc->sc_geom, "stripe/%s",
684             sc->sc_name);
685         sc->sc_provider->flags |= G_PF_DIRECT_SEND | G_PF_DIRECT_RECEIVE;
686         if (g_stripe_fast == 0)
687                 sc->sc_provider->flags |= G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
688         /*
689          * Find the smallest disk.
690          */
691         mediasize = sc->sc_disks[0]->provider->mediasize;
692         if (sc->sc_type == G_STRIPE_TYPE_AUTOMATIC)
693                 mediasize -= sc->sc_disks[0]->provider->sectorsize;
694         mediasize -= mediasize % sc->sc_stripesize;
695         sectorsize = sc->sc_disks[0]->provider->sectorsize;
696         for (no = 1; no < sc->sc_ndisks; no++) {
697                 dp = sc->sc_disks[no]->provider;
698                 ms = dp->mediasize;
699                 if (sc->sc_type == G_STRIPE_TYPE_AUTOMATIC)
700                         ms -= dp->sectorsize;
701                 ms -= ms % sc->sc_stripesize;
702                 if (ms < mediasize)
703                         mediasize = ms;
704                 sectorsize = lcm(sectorsize, dp->sectorsize);
705
706                 /* A provider underneath us doesn't support unmapped */
707                 if ((dp->flags & G_PF_ACCEPT_UNMAPPED) == 0) {
708                         G_STRIPE_DEBUG(1, "Cancelling unmapped "
709                             "because of %s.", dp->name);
710                         sc->sc_provider->flags &= ~G_PF_ACCEPT_UNMAPPED;
711                 }
712         }
713         sc->sc_provider->sectorsize = sectorsize;
714         sc->sc_provider->mediasize = mediasize * sc->sc_ndisks;
715         sc->sc_provider->stripesize = sc->sc_stripesize;
716         sc->sc_provider->stripeoffset = 0;
717         g_error_provider(sc->sc_provider, 0);
718
719         G_STRIPE_DEBUG(0, "Device %s activated.", sc->sc_provider->name);
720 }
721
722 static int
723 g_stripe_read_metadata(struct g_consumer *cp, struct g_stripe_metadata *md)
724 {
725         struct g_provider *pp;
726         u_char *buf;
727         int error;
728
729         g_topology_assert();
730
731         error = g_access(cp, 1, 0, 0);
732         if (error != 0)
733                 return (error);
734         pp = cp->provider;
735         g_topology_unlock();
736         buf = g_read_data(cp, pp->mediasize - pp->sectorsize, pp->sectorsize,
737             &error);
738         g_topology_lock();
739         g_access(cp, -1, 0, 0);
740         if (buf == NULL)
741                 return (error);
742
743         /* Decode metadata. */
744         stripe_metadata_decode(buf, md);
745         g_free(buf);
746
747         return (0);
748 }
749
750 /*
751  * Add disk to given device.
752  */
753 static int
754 g_stripe_add_disk(struct g_stripe_softc *sc, struct g_provider *pp, u_int no)
755 {
756         struct g_consumer *cp, *fcp;
757         struct g_geom *gp;
758         int error;
759
760         g_topology_assert();
761         /* Metadata corrupted? */
762         if (no >= sc->sc_ndisks)
763                 return (EINVAL);
764
765         /* Check if disk is not already attached. */
766         if (sc->sc_disks[no] != NULL)
767                 return (EEXIST);
768
769         gp = sc->sc_geom;
770         fcp = LIST_FIRST(&gp->consumer);
771
772         cp = g_new_consumer(gp);
773         cp->flags |= G_CF_DIRECT_SEND | G_CF_DIRECT_RECEIVE;
774         cp->private = NULL;
775         cp->index = no;
776         error = g_attach(cp, pp);
777         if (error != 0) {
778                 g_destroy_consumer(cp);
779                 return (error);
780         }
781
782         if (fcp != NULL && (fcp->acr > 0 || fcp->acw > 0 || fcp->ace > 0)) {
783                 error = g_access(cp, fcp->acr, fcp->acw, fcp->ace);
784                 if (error != 0) {
785                         g_detach(cp);
786                         g_destroy_consumer(cp);
787                         return (error);
788                 }
789         }
790         if (sc->sc_type == G_STRIPE_TYPE_AUTOMATIC) {
791                 struct g_stripe_metadata md;
792
793                 /* Reread metadata. */
794                 error = g_stripe_read_metadata(cp, &md);
795                 if (error != 0)
796                         goto fail;
797
798                 if (strcmp(md.md_magic, G_STRIPE_MAGIC) != 0 ||
799                     strcmp(md.md_name, sc->sc_name) != 0 ||
800                     md.md_id != sc->sc_id) {
801                         G_STRIPE_DEBUG(0, "Metadata on %s changed.", pp->name);
802                         goto fail;
803                 }
804         }
805
806         sc->sc_disks[no] = cp;
807         G_STRIPE_DEBUG(0, "Disk %s attached to %s.", pp->name, sc->sc_name);
808         g_stripe_check_and_run(sc);
809
810         return (0);
811 fail:
812         if (fcp != NULL && (fcp->acr > 0 || fcp->acw > 0 || fcp->ace > 0))
813                 g_access(cp, -fcp->acr, -fcp->acw, -fcp->ace);
814         g_detach(cp);
815         g_destroy_consumer(cp);
816         return (error);
817 }
818
819 static struct g_geom *
820 g_stripe_create(struct g_class *mp, const struct g_stripe_metadata *md,
821     u_int type)
822 {
823         struct g_stripe_softc *sc;
824         struct g_geom *gp;
825         u_int no;
826
827         g_topology_assert();
828         G_STRIPE_DEBUG(1, "Creating device %s (id=%u).", md->md_name,
829             md->md_id);
830
831         /* Two disks is minimum. */
832         if (md->md_all < 2) {
833                 G_STRIPE_DEBUG(0, "Too few disks defined for %s.", md->md_name);
834                 return (NULL);
835         }
836 #if 0
837         /* Stripe size have to be grater than or equal to sector size. */
838         if (md->md_stripesize < sectorsize) {
839                 G_STRIPE_DEBUG(0, "Invalid stripe size for %s.", md->md_name);
840                 return (NULL);
841         }
842 #endif
843         /* Stripe size have to be power of 2. */
844         if (!powerof2(md->md_stripesize)) {
845                 G_STRIPE_DEBUG(0, "Invalid stripe size for %s.", md->md_name);
846                 return (NULL);
847         }
848
849         /* Check for duplicate unit */
850         LIST_FOREACH(gp, &mp->geom, geom) {
851                 sc = gp->softc;
852                 if (sc != NULL && strcmp(sc->sc_name, md->md_name) == 0) {
853                         G_STRIPE_DEBUG(0, "Device %s already configured.",
854                             sc->sc_name);
855                         return (NULL);
856                 }
857         }
858         gp = g_new_geomf(mp, "%s", md->md_name);
859         sc = malloc(sizeof(*sc), M_STRIPE, M_WAITOK | M_ZERO);
860         gp->start = g_stripe_start;
861         gp->spoiled = g_stripe_orphan;
862         gp->orphan = g_stripe_orphan;
863         gp->access = g_stripe_access;
864         gp->dumpconf = g_stripe_dumpconf;
865
866         sc->sc_id = md->md_id;
867         sc->sc_stripesize = md->md_stripesize;
868         sc->sc_stripebits = bitcount32(sc->sc_stripesize - 1);
869         sc->sc_ndisks = md->md_all;
870         sc->sc_disks = malloc(sizeof(struct g_consumer *) * sc->sc_ndisks,
871             M_STRIPE, M_WAITOK | M_ZERO);
872         for (no = 0; no < sc->sc_ndisks; no++)
873                 sc->sc_disks[no] = NULL;
874         sc->sc_type = type;
875         mtx_init(&sc->sc_lock, "gstripe lock", NULL, MTX_DEF);
876
877         gp->softc = sc;
878         sc->sc_geom = gp;
879         sc->sc_provider = NULL;
880
881         G_STRIPE_DEBUG(0, "Device %s created (id=%u).", sc->sc_name, sc->sc_id);
882
883         return (gp);
884 }
885
886 static int
887 g_stripe_destroy(struct g_stripe_softc *sc, boolean_t force)
888 {
889         struct g_provider *pp;
890         struct g_consumer *cp, *cp1;
891         struct g_geom *gp;
892
893         g_topology_assert();
894
895         if (sc == NULL)
896                 return (ENXIO);
897
898         pp = sc->sc_provider;
899         if (pp != NULL && (pp->acr != 0 || pp->acw != 0 || pp->ace != 0)) {
900                 if (force) {
901                         G_STRIPE_DEBUG(0, "Device %s is still open, so it "
902                             "can't be definitely removed.", pp->name);
903                 } else {
904                         G_STRIPE_DEBUG(1,
905                             "Device %s is still open (r%dw%de%d).", pp->name,
906                             pp->acr, pp->acw, pp->ace);
907                         return (EBUSY);
908                 }
909         }
910
911         gp = sc->sc_geom;
912         LIST_FOREACH_SAFE(cp, &gp->consumer, consumer, cp1) {
913                 g_stripe_remove_disk(cp);
914                 if (cp1 == NULL)
915                         return (0);     /* Recursion happened. */
916         }
917         if (!LIST_EMPTY(&gp->consumer))
918                 return (EINPROGRESS);
919
920         gp->softc = NULL;
921         KASSERT(sc->sc_provider == NULL, ("Provider still exists? (device=%s)",
922             gp->name));
923         free(sc->sc_disks, M_STRIPE);
924         mtx_destroy(&sc->sc_lock);
925         free(sc, M_STRIPE);
926         G_STRIPE_DEBUG(0, "Device %s destroyed.", gp->name);
927         g_wither_geom(gp, ENXIO);
928         return (0);
929 }
930
931 static int
932 g_stripe_destroy_geom(struct gctl_req *req __unused,
933     struct g_class *mp __unused, struct g_geom *gp)
934 {
935         struct g_stripe_softc *sc;
936
937         sc = gp->softc;
938         return (g_stripe_destroy(sc, 0));
939 }
940
941 static struct g_geom *
942 g_stripe_taste(struct g_class *mp, struct g_provider *pp, int flags __unused)
943 {
944         struct g_stripe_metadata md;
945         struct g_stripe_softc *sc;
946         struct g_consumer *cp;
947         struct g_geom *gp;
948         int error;
949
950         g_trace(G_T_TOPOLOGY, "%s(%s, %s)", __func__, mp->name, pp->name);
951         g_topology_assert();
952
953         /* Skip providers that are already open for writing. */
954         if (pp->acw > 0)
955                 return (NULL);
956
957         G_STRIPE_DEBUG(3, "Tasting %s.", pp->name);
958
959         gp = g_new_geomf(mp, "stripe:taste");
960         gp->start = g_stripe_start;
961         gp->access = g_stripe_access;
962         gp->orphan = g_stripe_orphan;
963         cp = g_new_consumer(gp);
964         g_attach(cp, pp);
965         error = g_stripe_read_metadata(cp, &md);
966         g_detach(cp);
967         g_destroy_consumer(cp);
968         g_destroy_geom(gp);
969         if (error != 0)
970                 return (NULL);
971         gp = NULL;
972
973         if (strcmp(md.md_magic, G_STRIPE_MAGIC) != 0)
974                 return (NULL);
975         if (md.md_version > G_STRIPE_VERSION) {
976                 printf("geom_stripe.ko module is too old to handle %s.\n",
977                     pp->name);
978                 return (NULL);
979         }
980         /*
981          * Backward compatibility:
982          */
983         /* There was no md_provider field in earlier versions of metadata. */
984         if (md.md_version < 2)
985                 bzero(md.md_provider, sizeof(md.md_provider));
986         /* There was no md_provsize field in earlier versions of metadata. */
987         if (md.md_version < 3)
988                 md.md_provsize = pp->mediasize;
989
990         if (md.md_provider[0] != '\0' &&
991             !g_compare_names(md.md_provider, pp->name))
992                 return (NULL);
993         if (md.md_provsize != pp->mediasize)
994                 return (NULL);
995
996         /*
997          * Let's check if device already exists.
998          */
999         sc = NULL;
1000         LIST_FOREACH(gp, &mp->geom, geom) {
1001                 sc = gp->softc;
1002                 if (sc == NULL)
1003                         continue;
1004                 if (sc->sc_type != G_STRIPE_TYPE_AUTOMATIC)
1005                         continue;
1006                 if (strcmp(md.md_name, sc->sc_name) != 0)
1007                         continue;
1008                 if (md.md_id != sc->sc_id)
1009                         continue;
1010                 break;
1011         }
1012         if (gp != NULL) {
1013                 G_STRIPE_DEBUG(1, "Adding disk %s to %s.", pp->name, gp->name);
1014                 error = g_stripe_add_disk(sc, pp, md.md_no);
1015                 if (error != 0) {
1016                         G_STRIPE_DEBUG(0,
1017                             "Cannot add disk %s to %s (error=%d).", pp->name,
1018                             gp->name, error);
1019                         return (NULL);
1020                 }
1021         } else {
1022                 gp = g_stripe_create(mp, &md, G_STRIPE_TYPE_AUTOMATIC);
1023                 if (gp == NULL) {
1024                         G_STRIPE_DEBUG(0, "Cannot create device %s.",
1025                             md.md_name);
1026                         return (NULL);
1027                 }
1028                 sc = gp->softc;
1029                 G_STRIPE_DEBUG(1, "Adding disk %s to %s.", pp->name, gp->name);
1030                 error = g_stripe_add_disk(sc, pp, md.md_no);
1031                 if (error != 0) {
1032                         G_STRIPE_DEBUG(0,
1033                             "Cannot add disk %s to %s (error=%d).", pp->name,
1034                             gp->name, error);
1035                         g_stripe_destroy(sc, 1);
1036                         return (NULL);
1037                 }
1038         }
1039
1040         return (gp);
1041 }
1042
1043 static void
1044 g_stripe_ctl_create(struct gctl_req *req, struct g_class *mp)
1045 {
1046         u_int attached, no;
1047         struct g_stripe_metadata md;
1048         struct g_provider *pp;
1049         struct g_stripe_softc *sc;
1050         struct g_geom *gp;
1051         struct sbuf *sb;
1052         off_t *stripesize;
1053         const char *name;
1054         char param[16];
1055         int *nargs;
1056
1057         g_topology_assert();
1058         nargs = gctl_get_paraml(req, "nargs", sizeof(*nargs));
1059         if (nargs == NULL) {
1060                 gctl_error(req, "No '%s' argument.", "nargs");
1061                 return;
1062         }
1063         if (*nargs <= 2) {
1064                 gctl_error(req, "Too few arguments.");
1065                 return;
1066         }
1067
1068         strlcpy(md.md_magic, G_STRIPE_MAGIC, sizeof(md.md_magic));
1069         md.md_version = G_STRIPE_VERSION;
1070         name = gctl_get_asciiparam(req, "arg0");
1071         if (name == NULL) {
1072                 gctl_error(req, "No 'arg%u' argument.", 0);
1073                 return;
1074         }
1075         strlcpy(md.md_name, name, sizeof(md.md_name));
1076         md.md_id = arc4random();
1077         md.md_no = 0;
1078         md.md_all = *nargs - 1;
1079         stripesize = gctl_get_paraml(req, "stripesize", sizeof(*stripesize));
1080         if (stripesize == NULL) {
1081                 gctl_error(req, "No '%s' argument.", "stripesize");
1082                 return;
1083         }
1084         md.md_stripesize = (uint32_t)*stripesize;
1085         bzero(md.md_provider, sizeof(md.md_provider));
1086         /* This field is not important here. */
1087         md.md_provsize = 0;
1088
1089         /* Check all providers are valid */
1090         for (no = 1; no < *nargs; no++) {
1091                 snprintf(param, sizeof(param), "arg%u", no);
1092                 name = gctl_get_asciiparam(req, param);
1093                 if (name == NULL) {
1094                         gctl_error(req, "No 'arg%u' argument.", no);
1095                         return;
1096                 }
1097                 if (strncmp(name, "/dev/", strlen("/dev/")) == 0)
1098                         name += strlen("/dev/");
1099                 pp = g_provider_by_name(name);
1100                 if (pp == NULL) {
1101                         G_STRIPE_DEBUG(1, "Disk %s is invalid.", name);
1102                         gctl_error(req, "Disk %s is invalid.", name);
1103                         return;
1104                 }
1105         }
1106
1107         gp = g_stripe_create(mp, &md, G_STRIPE_TYPE_MANUAL);
1108         if (gp == NULL) {
1109                 gctl_error(req, "Can't configure %s.", md.md_name);
1110                 return;
1111         }
1112
1113         sc = gp->softc;
1114         sb = sbuf_new_auto();
1115         sbuf_printf(sb, "Can't attach disk(s) to %s:", gp->name);
1116         for (attached = 0, no = 1; no < *nargs; no++) {
1117                 snprintf(param, sizeof(param), "arg%u", no);
1118                 name = gctl_get_asciiparam(req, param);
1119                 if (name == NULL) {
1120                         gctl_error(req, "No 'arg%u' argument.", no);
1121                         continue;
1122                 }
1123                 if (strncmp(name, "/dev/", strlen("/dev/")) == 0)
1124                         name += strlen("/dev/");
1125                 pp = g_provider_by_name(name);
1126                 KASSERT(pp != NULL, ("Provider %s disappear?!", name));
1127                 if (g_stripe_add_disk(sc, pp, no - 1) != 0) {
1128                         G_STRIPE_DEBUG(1, "Disk %u (%s) not attached to %s.",
1129                             no, pp->name, gp->name);
1130                         sbuf_printf(sb, " %s", pp->name);
1131                         continue;
1132                 }
1133                 attached++;
1134         }
1135         sbuf_finish(sb);
1136         if (md.md_all != attached) {
1137                 g_stripe_destroy(gp->softc, 1);
1138                 gctl_error(req, "%s", sbuf_data(sb));
1139         }
1140         sbuf_delete(sb);
1141 }
1142
1143 static struct g_stripe_softc *
1144 g_stripe_find_device(struct g_class *mp, const char *name)
1145 {
1146         struct g_stripe_softc *sc;
1147         struct g_geom *gp;
1148
1149         LIST_FOREACH(gp, &mp->geom, geom) {
1150                 sc = gp->softc;
1151                 if (sc == NULL)
1152                         continue;
1153                 if (strcmp(sc->sc_name, name) == 0)
1154                         return (sc);
1155         }
1156         return (NULL);
1157 }
1158
1159 static void
1160 g_stripe_ctl_destroy(struct gctl_req *req, struct g_class *mp)
1161 {
1162         struct g_stripe_softc *sc;
1163         int *force, *nargs, error;
1164         const char *name;
1165         char param[16];
1166         u_int i;
1167
1168         g_topology_assert();
1169
1170         nargs = gctl_get_paraml(req, "nargs", sizeof(*nargs));
1171         if (nargs == NULL) {
1172                 gctl_error(req, "No '%s' argument.", "nargs");
1173                 return;
1174         }
1175         if (*nargs <= 0) {
1176                 gctl_error(req, "Missing device(s).");
1177                 return;
1178         }
1179         force = gctl_get_paraml(req, "force", sizeof(*force));
1180         if (force == NULL) {
1181                 gctl_error(req, "No '%s' argument.", "force");
1182                 return;
1183         }
1184
1185         for (i = 0; i < (u_int)*nargs; i++) {
1186                 snprintf(param, sizeof(param), "arg%u", i);
1187                 name = gctl_get_asciiparam(req, param);
1188                 if (name == NULL) {
1189                         gctl_error(req, "No 'arg%u' argument.", i);
1190                         return;
1191                 }
1192                 sc = g_stripe_find_device(mp, name);
1193                 if (sc == NULL) {
1194                         gctl_error(req, "No such device: %s.", name);
1195                         return;
1196                 }
1197                 error = g_stripe_destroy(sc, *force);
1198                 if (error != 0) {
1199                         gctl_error(req, "Cannot destroy device %s (error=%d).",
1200                             sc->sc_name, error);
1201                         return;
1202                 }
1203         }
1204 }
1205
1206 static void
1207 g_stripe_config(struct gctl_req *req, struct g_class *mp, const char *verb)
1208 {
1209         uint32_t *version;
1210
1211         g_topology_assert();
1212
1213         version = gctl_get_paraml(req, "version", sizeof(*version));
1214         if (version == NULL) {
1215                 gctl_error(req, "No '%s' argument.", "version");
1216                 return;
1217         }
1218         if (*version != G_STRIPE_VERSION) {
1219                 gctl_error(req, "Userland and kernel parts are out of sync.");
1220                 return;
1221         }
1222
1223         if (strcmp(verb, "create") == 0) {
1224                 g_stripe_ctl_create(req, mp);
1225                 return;
1226         } else if (strcmp(verb, "destroy") == 0 ||
1227             strcmp(verb, "stop") == 0) {
1228                 g_stripe_ctl_destroy(req, mp);
1229                 return;
1230         }
1231
1232         gctl_error(req, "Unknown verb.");
1233 }
1234
1235 static void
1236 g_stripe_dumpconf(struct sbuf *sb, const char *indent, struct g_geom *gp,
1237     struct g_consumer *cp, struct g_provider *pp)
1238 {
1239         struct g_stripe_softc *sc;
1240
1241         sc = gp->softc;
1242         if (sc == NULL)
1243                 return;
1244         if (pp != NULL) {
1245                 /* Nothing here. */
1246         } else if (cp != NULL) {
1247                 sbuf_printf(sb, "%s<Number>%u</Number>\n", indent,
1248                     (u_int)cp->index);
1249         } else {
1250                 sbuf_printf(sb, "%s<ID>%u</ID>\n", indent, (u_int)sc->sc_id);
1251                 sbuf_printf(sb, "%s<Stripesize>%ju</Stripesize>\n", indent,
1252                     (uintmax_t)sc->sc_stripesize);
1253                 sbuf_printf(sb, "%s<Type>", indent);
1254                 switch (sc->sc_type) {
1255                 case G_STRIPE_TYPE_AUTOMATIC:
1256                         sbuf_cat(sb, "AUTOMATIC");
1257                         break;
1258                 case G_STRIPE_TYPE_MANUAL:
1259                         sbuf_cat(sb, "MANUAL");
1260                         break;
1261                 default:
1262                         sbuf_cat(sb, "UNKNOWN");
1263                         break;
1264                 }
1265                 sbuf_cat(sb, "</Type>\n");
1266                 sbuf_printf(sb, "%s<Status>Total=%u, Online=%u</Status>\n",
1267                     indent, sc->sc_ndisks, g_stripe_nvalid(sc));
1268                 sbuf_printf(sb, "%s<State>", indent);
1269                 if (sc->sc_provider != NULL && sc->sc_provider->error == 0)
1270                         sbuf_cat(sb, "UP");
1271                 else
1272                         sbuf_cat(sb, "DOWN");
1273                 sbuf_cat(sb, "</State>\n");
1274         }
1275 }
1276
1277 DECLARE_GEOM_CLASS(g_stripe_class, g_stripe);
1278 MODULE_VERSION(geom_stripe, 0);