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