sys/kern/kern_physio.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-4-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1994 John S. Dyson
   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 immediately at the beginning of the file, without modification,
  12  *    this list of conditions, and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Absolutely no warranty of function or purpose is made by the author
  17  *    John S. Dyson.
  18  * 4. Modifications may be freely made to this file if the above conditions
  19  *    are met.
  20  */
  21
  22 #include <sys/cdefs.h>
  23 __FBSDID("$FreeBSD$");
  24
  25 #include <sys/param.h>
  26 #include <sys/systm.h>
  27 #include <sys/bio.h>
  28 #include <sys/buf.h>
  29 #include <sys/conf.h>
  30 #include <sys/malloc.h>
  31 #include <sys/proc.h>
  32 #include <sys/racct.h>
  33 #include <sys/uio.h>
  34 #include <geom/geom.h>
  35
  36 #include <vm/vm.h>
  37 #include <vm/vm_page.h>
  38 #include <vm/vm_extern.h>
  39 #include <vm/vm_map.h>
  40
  41 int
  42 physio(struct cdev *dev, struct uio *uio, int ioflag)
  43 {
  44         struct cdevsw *csw;
  45         struct buf *pbuf;
  46         struct bio *bp;
  47         struct vm_page **pages;
  48         char *base, *sa;
  49         u_int iolen, poff;
  50         int error, i, npages, maxpages;
  51         vm_prot_t prot;
  52
  53         csw = dev->si_devsw;
  54         npages = 0;
  55         sa = NULL;
  56         /* check if character device is being destroyed */
  57         if (csw == NULL)
  58                 return (ENXIO);
  59
  60         /* XXX: sanity check */
  61         if(dev->si_iosize_max < PAGE_SIZE) {
  62                 printf("WARNING: %s si_iosize_max=%d, using DFLTPHYS.\n",
  63                     devtoname(dev), dev->si_iosize_max);
  64                 dev->si_iosize_max = DFLTPHYS;
  65         }
  66
  67         /*
  68          * If the driver does not want I/O to be split, that means that we
  69          * need to reject any requests that will not fit into one buffer.
  70          */
  71         if (dev->si_flags & SI_NOSPLIT &&
  72             (uio->uio_resid > dev->si_iosize_max || uio->uio_resid > maxphys ||
  73             uio->uio_iovcnt > 1)) {
  74                 /*
  75                  * Tell the user why his I/O was rejected.
  76                  */
  77                 if (uio->uio_resid > dev->si_iosize_max)
  78                         uprintf("%s: request size=%zd > si_iosize_max=%d; "
  79                             "cannot split request\n", devtoname(dev),
  80                             uio->uio_resid, dev->si_iosize_max);
  81                 if (uio->uio_resid > maxphys)
  82                         uprintf("%s: request size=%zd > maxphys=%lu; "
  83                             "cannot split request\n", devtoname(dev),
  84                             uio->uio_resid, maxphys);
  85                 if (uio->uio_iovcnt > 1)
  86                         uprintf("%s: request vectors=%d > 1; "
  87                             "cannot split request\n", devtoname(dev),
  88                             uio->uio_iovcnt);
  89                 return (EFBIG);
  90         }
  91
  92         /*
  93          * Keep the process UPAGES from being swapped.  Processes swapped
  94          * out while holding pbufs, used by swapper, may lead to deadlock.
  95          */
  96         PHOLD(curproc);
  97
  98         bp = g_alloc_bio();
  99         if (uio->uio_segflg != UIO_USERSPACE) {
 100                 pbuf = NULL;
 101                 pages = NULL;
 102         } else if ((dev->si_flags & SI_UNMAPPED) && unmapped_buf_allowed) {
 103                 pbuf = NULL;
 104                 maxpages = btoc(MIN(uio->uio_resid, maxphys)) + 1;
 105                 pages = malloc(sizeof(*pages) * maxpages, M_DEVBUF, M_WAITOK);
 106         } else {
 107                 pbuf = uma_zalloc(pbuf_zone, M_WAITOK);
 108                 MPASS((pbuf->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
 109                 sa = pbuf->b_data;
 110                 maxpages = btoc(maxphys);
 111                 pages = pbuf->b_pages;
 112         }
 113         prot = VM_PROT_READ;
 114         if (uio->uio_rw == UIO_READ)
 115                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
 116         error = 0;
 117         for (i = 0; i < uio->uio_iovcnt; i++) {
 118 #ifdef RACCT
 119                 if (racct_enable) {
 120                         PROC_LOCK(curproc);
 121                         if (uio->uio_rw == UIO_READ) {
 122                                 racct_add_force(curproc, RACCT_READBPS,
 123                                     uio->uio_iov[i].iov_len);
 124                                 racct_add_force(curproc, RACCT_READIOPS, 1);
 125                         } else {
 126                                 racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEBPS,
 127                                     uio->uio_iov[i].iov_len);
 128                                 racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEIOPS, 1);
 129                         }
 130                         PROC_UNLOCK(curproc);
 131                 }
 132 #endif /* RACCT */
 133
 134                 while (uio->uio_iov[i].iov_len) {
 135                         g_reset_bio(bp);
 136                         if (uio->uio_rw == UIO_READ) {
 137                                 bp->bio_cmd = BIO_READ;
 138                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
 139                         } else {
 140                                 bp->bio_cmd = BIO_WRITE;
 141                                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
 142                         }
 143                         bp->bio_offset = uio->uio_offset;
 144                         base = uio->uio_iov[i].iov_base;
 145                         bp->bio_length = uio->uio_iov[i].iov_len;
 146                         if (bp->bio_length > dev->si_iosize_max)
 147                                 bp->bio_length = dev->si_iosize_max;
 148                         if (bp->bio_length > maxphys)
 149                                 bp->bio_length = maxphys;
 150
 151                         /*
 152                          * Make sure the pbuf can map the request.
 153                          * The pbuf has kvasize = maxphys, so a request
 154                          * larger than maxphys - PAGE_SIZE must be
 155                          * page aligned or it will be fragmented.
 156                          */
 157                         poff = (vm_offset_t)base & PAGE_MASK;
 158                         if (pbuf && bp->bio_length + poff > pbuf->b_kvasize) {
 159                                 if (dev->si_flags & SI_NOSPLIT) {
 160                                         uprintf("%s: request ptr %p is not "
 161                                             "on a page boundary; cannot split "
 162                                             "request\n", devtoname(dev),
 163                                             base);
 164                                         error = EFBIG;
 165                                         goto doerror;
 166                                 }
 167                                 bp->bio_length = pbuf->b_kvasize;
 168                                 if (poff != 0)
 169                                         bp->bio_length -= PAGE_SIZE;
 170                         }
 171
 172                         bp->bio_bcount = bp->bio_length;
 173                         bp->bio_dev = dev;
 174
 175                         if (pages) {
 176                                 if ((npages = vm_fault_quick_hold_pages(
 177                                     &curproc->p_vmspace->vm_map,
 178                                     (vm_offset_t)base, bp->bio_length,
 179                                     prot, pages, maxpages)) < 0) {
 180                                         error = EFAULT;
 181                                         goto doerror;
 182                                 }
 183                                 if (pbuf && sa) {
 184                                         pmap_qenter((vm_offset_t)sa,
 185                                             pages, npages);
 186                                         bp->bio_data = sa + poff;
 187                                 } else {
 188                                         bp->bio_ma = pages;
 189                                         bp->bio_ma_n = npages;
 190                                         bp->bio_ma_offset = poff;
 191                                         bp->bio_data = unmapped_buf;
 192                                         bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
 193                                 }
 194                         } else
 195                                 bp->bio_data = base;
 196
 197                         csw->d_strategy(bp);
 198                         if (uio->uio_rw == UIO_READ)
 199                                 biowait(bp, "physrd");
 200                         else
 201                                 biowait(bp, "physwr");
 202
 203                         if (pages) {
 204                                 if (pbuf)
 205                                         pmap_qremove((vm_offset_t)sa, npages);
 206                                 vm_page_unhold_pages(pages, npages);
 207                         }
 208
 209                         iolen = bp->bio_length - bp->bio_resid;
 210                         if (iolen == 0 && !(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
 211                                 goto doerror;   /* EOF */
 212                         uio->uio_iov[i].iov_len -= iolen;
 213                         uio->uio_iov[i].iov_base =
 214                             (char *)uio->uio_iov[i].iov_base + iolen;
 215                         uio->uio_resid -= iolen;
 216                         uio->uio_offset += iolen;
 217                         if (bp->bio_flags & BIO_ERROR) {
 218                                 error = bp->bio_error;
 219                                 goto doerror;
 220                         }
 221                 }
 222         }
 223 doerror:
 224         if (pbuf)
 225                 uma_zfree(pbuf_zone, pbuf);
 226         else if (pages)
 227                 free(pages, M_DEVBUF);
 228         g_destroy_bio(bp);
 229         PRELE(curproc);
 230         return (error);
 231 }