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