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/rwlock.h>
  34 #include <sys/uio.h>
  35 #include <geom/geom.h>
  36
  37 #include <vm/vm.h>
  38 #include <vm/vm_object.h>
  39 #include <vm/vm_page.h>
  40 #include <vm/vm_pager.h>
  41 #include <vm/vm_extern.h>
  42 #include <vm/vm_map.h>
  43
  44 int
  45 physio(struct cdev *dev, struct uio *uio, int ioflag)
  46 {
  47         struct cdevsw *csw;
  48         struct buf *pbuf;
  49         struct bio *bp;
  50         struct vm_page **pages;
  51         char *base, *sa;
  52         u_int iolen, poff;
  53         int error, i, npages, maxpages;
  54         vm_prot_t prot;
  55
  56         csw = dev->si_devsw;
  57         npages = 0;
  58         sa = NULL;
  59         /* check if character device is being destroyed */
  60         if (csw == NULL)
  61                 return (ENXIO);
  62
  63         /* XXX: sanity check */
  64         if(dev->si_iosize_max < PAGE_SIZE) {
  65                 printf("WARNING: %s si_iosize_max=%d, using DFLTPHYS.\n",
  66                     devtoname(dev), dev->si_iosize_max);
  67                 dev->si_iosize_max = DFLTPHYS;
  68         }
  69
  70         /*
  71          * If the driver does not want I/O to be split, that means that we
  72          * need to reject any requests that will not fit into one buffer.
  73          */
  74         if (dev->si_flags & SI_NOSPLIT &&
  75             (uio->uio_resid > dev->si_iosize_max || uio->uio_resid > maxphys ||
  76             uio->uio_iovcnt > 1)) {
  77                 /*
  78                  * Tell the user why his I/O was rejected.
  79                  */
  80                 if (uio->uio_resid > dev->si_iosize_max)
  81                         uprintf("%s: request size=%zd > si_iosize_max=%d; "
  82                             "cannot split request\n", devtoname(dev),
  83                             uio->uio_resid, dev->si_iosize_max);
  84                 if (uio->uio_resid > maxphys)
  85                         uprintf("%s: request size=%zd > maxphys=%lu; "
  86                             "cannot split request\n", devtoname(dev),
  87                             uio->uio_resid, maxphys);
  88                 if (uio->uio_iovcnt > 1)
  89                         uprintf("%s: request vectors=%d > 1; "
  90                             "cannot split request\n", devtoname(dev),
  91                             uio->uio_iovcnt);
  92                 return (EFBIG);
  93         }
  94
  95         /*
  96          * Keep the process UPAGES from being swapped.  Processes swapped
  97          * out while holding pbufs, used by swapper, may lead to deadlock.
  98          */
  99         PHOLD(curproc);
 100
 101         bp = g_alloc_bio();
 102         if (uio->uio_segflg != UIO_USERSPACE) {
 103                 pbuf = NULL;
 104                 pages = NULL;
 105         } else if ((dev->si_flags & SI_UNMAPPED) && unmapped_buf_allowed) {
 106                 pbuf = NULL;
 107                 maxpages = btoc(MIN(uio->uio_resid, maxphys)) + 1;
 108                 pages = malloc(sizeof(*pages) * maxpages, M_DEVBUF, M_WAITOK);
 109         } else {
 110                 pbuf = uma_zalloc(pbuf_zone, M_WAITOK);
 111                 MPASS((pbuf->b_flags & B_MAXPHYS) != 0);
 112                 sa = pbuf->b_data;
 113                 maxpages = PBUF_PAGES;
 114                 pages = pbuf->b_pages;
 115         }
 116         prot = VM_PROT_READ;
 117         if (uio->uio_rw == UIO_READ)
 118                 prot |= VM_PROT_WRITE;  /* Less backwards than it looks */
 119         error = 0;
 120         for (i = 0; i < uio->uio_iovcnt; i++) {
 121 #ifdef RACCT
 122                 if (racct_enable) {
 123                         PROC_LOCK(curproc);
 124                         if (uio->uio_rw == UIO_READ) {
 125                                 racct_add_force(curproc, RACCT_READBPS,
 126                                     uio->uio_iov[i].iov_len);
 127                                 racct_add_force(curproc, RACCT_READIOPS, 1);
 128                         } else {
 129                                 racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEBPS,
 130                                     uio->uio_iov[i].iov_len);
 131                                 racct_add_force(curproc, RACCT_WRITEIOPS, 1);
 132                         }
 133                         PROC_UNLOCK(curproc);
 134                 }
 135 #endif /* RACCT */
 136
 137                 while (uio->uio_iov[i].iov_len) {
 138                         g_reset_bio(bp);
 139                         if (uio->uio_rw == UIO_READ) {
 140                                 bp->bio_cmd = BIO_READ;
 141                                 curthread->td_ru.ru_inblock++;
 142                         } else {
 143                                 bp->bio_cmd = BIO_WRITE;
 144                                 curthread->td_ru.ru_oublock++;
 145                         }
 146                         bp->bio_offset = uio->uio_offset;
 147                         base = uio->uio_iov[i].iov_base;
 148                         bp->bio_length = uio->uio_iov[i].iov_len;
 149                         if (bp->bio_length > dev->si_iosize_max)
 150                                 bp->bio_length = dev->si_iosize_max;
 151                         if (bp->bio_length > maxphys)
 152                                 bp->bio_length = maxphys;
 153                         bp->bio_bcount = bp->bio_length;
 154                         bp->bio_dev = dev;
 155
 156                         if (pages) {
 157                                 if ((npages = vm_fault_quick_hold_pages(
 158                                     &curproc->p_vmspace->vm_map,
 159                                     (vm_offset_t)base, bp->bio_length,
 160                                     prot, pages, maxpages)) < 0) {
 161                                         error = EFAULT;
 162                                         goto doerror;
 163                                 }
 164                                 poff = (vm_offset_t)base & PAGE_MASK;
 165                                 if (pbuf && sa) {
 166                                         pmap_qenter((vm_offset_t)sa,
 167                                             pages, npages);
 168                                         bp->bio_data = sa + poff;
 169                                 } else {
 170                                         bp->bio_ma = pages;
 171                                         bp->bio_ma_n = npages;
 172                                         bp->bio_ma_offset = poff;
 173                                         bp->bio_data = unmapped_buf;
 174                                         bp->bio_flags |= BIO_UNMAPPED;
 175                                 }
 176                         } else
 177                                 bp->bio_data = base;
 178
 179                         csw->d_strategy(bp);
 180                         if (uio->uio_rw == UIO_READ)
 181                                 biowait(bp, "physrd");
 182                         else
 183                                 biowait(bp, "physwr");
 184
 185                         if (pages) {
 186                                 if (pbuf)
 187                                         pmap_qremove((vm_offset_t)sa, npages);
 188                                 vm_page_unhold_pages(pages, npages);
 189                         }
 190
 191                         iolen = bp->bio_length - bp->bio_resid;
 192                         if (iolen == 0 && !(bp->bio_flags & BIO_ERROR))
 193                                 goto doerror;   /* EOF */
 194                         uio->uio_iov[i].iov_len -= iolen;
 195                         uio->uio_iov[i].iov_base =
 196                             (char *)uio->uio_iov[i].iov_base + iolen;
 197                         uio->uio_resid -= iolen;
 198                         uio->uio_offset += iolen;
 199                         if (bp->bio_flags & BIO_ERROR) {
 200                                 error = bp->bio_error;
 201                                 goto doerror;
 202                         }
 203                 }
 204         }
 205 doerror:
 206         if (pbuf)
 207                 uma_zfree(pbuf_zone, pbuf);
 208         else if (pages)
 209                 free(pages, M_DEVBUF);
 210         g_destroy_bio(bp);
 211         PRELE(curproc);
 212         return (error);
 213 }