]> git.proxmox.com Git - mirror_zfs.git/blobdiff - module/spl/spl-generic.c
Add missing trailing '\n' in printk() messages
[mirror_zfs.git] / module / spl / spl-generic.c
index dc3e74aa5042a42fbcc4b4093727308a42503454..cd2fa2020510ad4f6660c228ce64a6aac9ff085d 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-/*****************************************************************************\
+/*
  *  Copyright (C) 2007-2010 Lawrence Livermore National Security, LLC.
  *  Copyright (C) 2007 The Regents of the University of California.
  *  Produced at Lawrence Livermore National Laboratory (cf, DISCLAIMER).
@@ -20,9 +20,9 @@
  *
  *  You should have received a copy of the GNU General Public License along
  *  with the SPL.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
- *****************************************************************************
+ *
  *  Solaris Porting Layer (SPL) Generic Implementation.
-\*****************************************************************************/
+ */
 
 #include <sys/sysmacros.h>
 #include <sys/systeminfo.h>
 #include <sys/kstat.h>
 #include <sys/file.h>
 #include <linux/ctype.h>
+#include <sys/disp.h>
+#include <sys/random.h>
+#include <sys/strings.h>
 #include <linux/kmod.h>
-#include <linux/math64_compat.h>
-#include <linux/proc_compat.h>
+#include "zfs_gitrev.h"
 
-char spl_version[32] = "SPL v" SPL_META_VERSION "-" SPL_META_RELEASE;
-EXPORT_SYMBOL(spl_version);
+char spl_gitrev[64] = ZFS_META_GITREV;
 
+/* BEGIN CSTYLED */
 unsigned long spl_hostid = 0;
 EXPORT_SYMBOL(spl_hostid);
+/* BEGIN CSTYLED */
 module_param(spl_hostid, ulong, 0644);
 MODULE_PARM_DESC(spl_hostid, "The system hostid.");
+/* END CSTYLED */
 
-proc_t p0 = { 0 };
+proc_t p0;
 EXPORT_SYMBOL(p0);
 
+/*
+ * Xorshift Pseudo Random Number Generator based on work by Sebastiano Vigna
+ *
+ * "Further scramblings of Marsaglia's xorshift generators"
+ * http://vigna.di.unimi.it/ftp/papers/xorshiftplus.pdf
+ *
+ * random_get_pseudo_bytes() is an API function on Illumos whose sole purpose
+ * is to provide bytes containing random numbers. It is mapped to /dev/urandom
+ * on Illumos, which uses a "FIPS 186-2 algorithm". No user of the SPL's
+ * random_get_pseudo_bytes() needs bytes that are of cryptographic quality, so
+ * we can implement it using a fast PRNG that we seed using Linux' actual
+ * equivalent to random_get_pseudo_bytes(). We do this by providing each CPU
+ * with an independent seed so that all calls to random_get_pseudo_bytes() are
+ * free of atomic instructions.
+ *
+ * A consequence of using a fast PRNG is that using random_get_pseudo_bytes()
+ * to generate words larger than 128 bits will paradoxically be limited to
+ * `2^128 - 1` possibilities. This is because we have a sequence of `2^128 - 1`
+ * 128-bit words and selecting the first will implicitly select the second. If
+ * a caller finds this behavior undesireable, random_get_bytes() should be used
+ * instead.
+ *
+ * XXX: Linux interrupt handlers that trigger within the critical section
+ * formed by `s[1] = xp[1];` and `xp[0] = s[0];` and call this function will
+ * see the same numbers. Nothing in the code currently calls this in an
+ * interrupt handler, so this is considered to be okay. If that becomes a
+ * problem, we could create a set of per-cpu variables for interrupt handlers
+ * and use them when in_interrupt() from linux/preempt_mask.h evaluates to
+ * true.
+ */
+static DEFINE_PER_CPU(uint64_t[2], spl_pseudo_entropy);
+
+/*
+ * spl_rand_next()/spl_rand_jump() are copied from the following CC-0 licensed
+ * file:
+ *
+ * http://xorshift.di.unimi.it/xorshift128plus.c
+ */
+
+static inline uint64_t
+spl_rand_next(uint64_t *s)
+{
+       uint64_t s1 = s[0];
+       const uint64_t s0 = s[1];
+       s[0] = s0;
+       s1 ^= s1 << 23; // a
+       s[1] = s1 ^ s0 ^ (s1 >> 18) ^ (s0 >> 5); // b, c
+       return (s[1] + s0);
+}
+
+static inline void
+spl_rand_jump(uint64_t *s)
+{
+       static const uint64_t JUMP[] =
+           { 0x8a5cd789635d2dff, 0x121fd2155c472f96 };
+
+       uint64_t s0 = 0;
+       uint64_t s1 = 0;
+       int i, b;
+       for (i = 0; i < sizeof (JUMP) / sizeof (*JUMP); i++)
+               for (b = 0; b < 64; b++) {
+                       if (JUMP[i] & 1ULL << b) {
+                               s0 ^= s[0];
+                               s1 ^= s[1];
+                       }
+                       (void) spl_rand_next(s);
+               }
+
+       s[0] = s0;
+       s[1] = s1;
+}
+
+int
+random_get_pseudo_bytes(uint8_t *ptr, size_t len)
+{
+       uint64_t *xp, s[2];
+
+       ASSERT(ptr);
+
+       xp = get_cpu_var(spl_pseudo_entropy);
+
+       s[0] = xp[0];
+       s[1] = xp[1];
+
+       while (len) {
+               union {
+                       uint64_t ui64;
+                       uint8_t byte[sizeof (uint64_t)];
+               }entropy;
+               int i = MIN(len, sizeof (uint64_t));
+
+               len -= i;
+               entropy.ui64 = spl_rand_next(s);
+
+               while (i--)
+                       *ptr++ = entropy.byte[i];
+       }
+
+       xp[0] = s[0];
+       xp[1] = s[1];
+
+       put_cpu_var(spl_pseudo_entropy);
+
+       return (0);
+}
+
+
+EXPORT_SYMBOL(random_get_pseudo_bytes);
+
 #if BITS_PER_LONG == 32
 /*
  * Support 64/64 => 64 division on a 32-bit platform.  While the kernel
@@ -75,20 +188,21 @@ EXPORT_SYMBOL(p0);
  * Calculate number of leading of zeros for a 64-bit value.
  */
 static int
-nlz64(uint64_t x) {
+nlz64(uint64_t x)
+{
        register int n = 0;
 
        if (x == 0)
-               return 64;
+               return (64);
 
-       if (x <= 0x00000000FFFFFFFFULL) {n = n + 32; x = x << 32;}
-       if (x <= 0x0000FFFFFFFFFFFFULL) {n = n + 16; x = x << 16;}
-       if (x <= 0x00FFFFFFFFFFFFFFULL) {n = n +  8; x = x <<  8;}
-       if (x <= 0x0FFFFFFFFFFFFFFFULL) {n = n +  4; x = x <<  4;}
-       if (x <= 0x3FFFFFFFFFFFFFFFULL) {n = n +  2; x = x <<  2;}
-       if (x <= 0x7FFFFFFFFFFFFFFFULL) {n = n +  1;}
+       if (x <= 0x00000000FFFFFFFFULL) { n = n + 32; x = x << 32; }
+       if (x <= 0x0000FFFFFFFFFFFFULL) { n = n + 16; x = x << 16; }
+       if (x <= 0x00FFFFFFFFFFFFFFULL) { n = n +  8; x = x <<  8; }
+       if (x <= 0x0FFFFFFFFFFFFFFFULL) { n = n +  4; x = x <<  4; }
+       if (x <= 0x3FFFFFFFFFFFFFFFULL) { n = n +  2; x = x <<  2; }
+       if (x <= 0x7FFFFFFFFFFFFFFFULL) { n = n +  1; }
 
-       return n;
+       return (n);
 }
 
 /*
@@ -99,7 +213,7 @@ static inline uint64_t
 __div_u64(uint64_t u, uint32_t v)
 {
        (void) do_div(u, v);
-       return u;
+       return (u);
 }
 
 /*
@@ -119,7 +233,7 @@ __udivdi3(uint64_t u, uint64_t v)
 
        if (v >> 32 == 0) {                     // If v < 2**32:
                if (u >> 32 < v) {              // If u/v cannot overflow,
-                       return __div_u64(u, v); // just do one division.
+                       return (__div_u64(u, v)); // just do one division.
                } else {                        // If u/v would overflow:
                        u1 = u >> 32;           // Break u into two halves.
                        u0 = u & 0xFFFFFFFF;
@@ -127,7 +241,7 @@ __udivdi3(uint64_t u, uint64_t v)
                        k  = u1 - q1 * v;       // First remainder, < v.
                        u0 += (k << 32);
                        q0 = __div_u64(u0, v);  // Seconds quotient digit.
-                       return (q1 << 32) + q0;
+                       return ((q1 << 32) + q0);
                }
        } else {                                // If v >= 2**32:
                n = nlz64(v);                   // 0 <= n <= 31.
@@ -141,11 +255,17 @@ __udivdi3(uint64_t u, uint64_t v)
                if ((u - q0 * v) >= v)
                        q0 = q0 + 1;            // Now q0 is correct.
 
-               return q0;
+               return (q0);
        }
 }
 EXPORT_SYMBOL(__udivdi3);
 
+/* BEGIN CSTYLED */
+#ifndef abs64
+#define        abs64(x)        ({ uint64_t t = (x) >> 63; ((x) ^ t) - t; })
+#endif
+/* END CSTYLED */
+
 /*
  * Implementation of 64-bit signed division for 32-bit machines.
  */
@@ -155,7 +275,7 @@ __divdi3(int64_t u, int64_t v)
        int64_t q, t;
        q = __udivdi3(abs64(u), abs64(v));
        t = (u ^ v) >> 63;      // If u, v have different
-       return (q ^ t) - t;     // signs, negate q.
+       return ((q ^ t) - t);   // signs, negate q.
 }
 EXPORT_SYMBOL(__divdi3);
 
@@ -169,6 +289,49 @@ __umoddi3(uint64_t dividend, uint64_t divisor)
 }
 EXPORT_SYMBOL(__umoddi3);
 
+/*
+ * Implementation of 64-bit unsigned division/modulo for 32-bit machines.
+ */
+uint64_t
+__udivmoddi4(uint64_t n, uint64_t d, uint64_t *r)
+{
+       uint64_t q = __udivdi3(n, d);
+       if (r)
+               *r = n - d * q;
+       return (q);
+}
+EXPORT_SYMBOL(__udivmoddi4);
+
+/*
+ * Implementation of 64-bit signed division/modulo for 32-bit machines.
+ */
+int64_t
+__divmoddi4(int64_t n, int64_t d, int64_t *r)
+{
+       int64_t q, rr;
+       boolean_t nn = B_FALSE;
+       boolean_t nd = B_FALSE;
+       if (n < 0) {
+               nn = B_TRUE;
+               n = -n;
+       }
+       if (d < 0) {
+               nd = B_TRUE;
+               d = -d;
+       }
+
+       q = __udivmoddi4(n, d, (uint64_t *)&rr);
+
+       if (nn != nd)
+               q = -q;
+       if (nn)
+               rr = -rr;
+       if (r)
+               *r = rr;
+       return (q);
+}
+EXPORT_SYMBOL(__divmoddi4);
+
 #if defined(__arm) || defined(__arm__)
 /*
  * Implementation of 64-bit (un)signed division for 32-bit arm machines.
@@ -193,9 +356,11 @@ __aeabi_uldivmod(uint64_t u, uint64_t v)
                register uint32_t r2 asm("r2") = (mod & 0xFFFFFFFF);
                register uint32_t r3 asm("r3") = (mod >> 32);
 
+               /* BEGIN CSTYLED */
                asm volatile(""
                    : "+r"(r0), "+r"(r1), "+r"(r2),"+r"(r3)  /* output */
                    : "r"(r0), "r"(r1), "r"(r2), "r"(r3));   /* input */
+               /* END CSTYLED */
 
                return; /* r0; */
        }
@@ -216,9 +381,11 @@ __aeabi_ldivmod(int64_t u, int64_t v)
                register uint32_t r2 asm("r2") = (mod & 0xFFFFFFFF);
                register uint32_t r3 asm("r3") = (mod >> 32);
 
+               /* BEGIN CSTYLED */
                asm volatile(""
                    : "+r"(r0), "+r"(r1), "+r"(r2),"+r"(r3)  /* output */
                    : "r"(r0), "r"(r1), "r"(r2), "r"(r3));   /* input */
+               /* END CSTYLED */
 
                return; /* r0; */
        }
@@ -227,7 +394,8 @@ EXPORT_SYMBOL(__aeabi_ldivmod);
 #endif /* __arm || __arm__ */
 #endif /* BITS_PER_LONG */
 
-/* NOTE: The strtoxx behavior is solely based on my reading of the Solaris
+/*
+ * NOTE: The strtoxx behavior is solely based on my reading of the Solaris
  * ddi_strtol(9F) man page.  I have not verified the behavior of these
  * functions against their Solaris counterparts.  It is possible that I
  * may have misinterpreted the man page or the man page is incorrect.
@@ -237,28 +405,28 @@ int ddi_strtol(const char *, char **, int, long *);
 int ddi_strtoull(const char *, char **, int, unsigned long long *);
 int ddi_strtoll(const char *, char **, int, long long *);
 
-#define define_ddi_strtoux(type, valtype)                              \
+#define        define_ddi_strtoux(type, valtype)                               \
 int ddi_strtou##type(const char *str, char **endptr,                   \
-                    int base, valtype *result)                         \
+    int base, valtype *result)                                         \
 {                                                                      \
        valtype last_value, value = 0;                                  \
        char *ptr = (char *)str;                                        \
        int flag = 1, digit;                                            \
                                                                        \
        if (strlen(ptr) == 0)                                           \
-               return EINVAL;                                          \
+               return (EINVAL);                                        \
                                                                        \
        /* Auto-detect base based on prefix */                          \
        if (!base) {                                                    \
                if (str[0] == '0') {                                    \
-                       if (tolower(str[1])=='x' && isxdigit(str[2])) { \
+                       if (tolower(str[1]) == 'x' && isxdigit(str[2])) { \
                                base = 16; /* hex */                    \
                                ptr += 2;                               \
                        } else if (str[1] >= '0' && str[1] < 8) {       \
                                base = 8; /* octal */                   \
                                ptr += 1;                               \
                        } else {                                        \
-                               return EINVAL;                          \
+                               return (EINVAL);                        \
                        }                                               \
                } else {                                                \
                        base = 10; /* decimal */                        \
@@ -279,7 +447,7 @@ int ddi_strtou##type(const char *str, char **endptr,                        \
                last_value = value;                                     \
                value = value * base + digit;                           \
                if (last_value > value) /* Overflow */                  \
-                       return ERANGE;                                  \
+                       return (ERANGE);                                \
                                                                        \
                flag = 1;                                               \
                ptr++;                                                  \
@@ -291,12 +459,12 @@ int ddi_strtou##type(const char *str, char **endptr,                      \
        if (endptr)                                                     \
                *endptr = (char *)(flag ? ptr : str);                   \
                                                                        \
-       return 0;                                                       \
+       return (0);                                                     \
 }                                                                      \
 
-#define define_ddi_strtox(type, valtype)                               \
+#define        define_ddi_strtox(type, valtype)                                \
 int ddi_strto##type(const char *str, char **endptr,                    \
-                      int base, valtype *result)                       \
+    int base, valtype *result)                                         \
 {                                                                      \
        int rc;                                                         \
                                                                        \
@@ -312,7 +480,7 @@ int ddi_strto##type(const char *str, char **endptr,                 \
                rc = ddi_strtou##type(str, endptr, base, result);       \
        }                                                               \
                                                                        \
-       return rc;                                                      \
+       return (rc);                                                    \
 }
 
 define_ddi_strtoux(l, unsigned long)
@@ -331,10 +499,10 @@ ddi_copyin(const void *from, void *to, size_t len, int flags)
        /* Fake ioctl() issued by kernel, 'from' is a kernel address */
        if (flags & FKIOCTL) {
                memcpy(to, from, len);
-               return 0;
+               return (0);
        }
 
-       return copyin(from, to, len);
+       return (copyin(from, to, len));
 }
 EXPORT_SYMBOL(ddi_copyin);
 
@@ -344,29 +512,13 @@ ddi_copyout(const void *from, void *to, size_t len, int flags)
        /* Fake ioctl() issued by kernel, 'from' is a kernel address */
        if (flags & FKIOCTL) {
                memcpy(to, from, len);
-               return 0;
+               return (0);
        }
 
-       return copyout(from, to, len);
+       return (copyout(from, to, len));
 }
 EXPORT_SYMBOL(ddi_copyout);
 
-#ifndef HAVE_PUT_TASK_STRUCT
-/*
- * This is only a stub function which should never be used.  The SPL should
- * never be putting away the last reference on a task structure so this will
- * not be called.  However, we still need to define it so the module does not
- * have undefined symbol at load time.  That all said if this impossible
- * thing does somehow happen PANIC immediately so we know about it.
- */
-void
-__put_task_struct(struct task_struct *t)
-{
-       PANIC("Unexpectly put last reference on task %d\n", (int)t->pid);
-}
-EXPORT_SYMBOL(__put_task_struct);
-#endif /* HAVE_PUT_TASK_STRUCT */
-
 /*
  * Read the unique system identifier from the /etc/hostid file.
  *
@@ -407,80 +559,63 @@ module_param(spl_hostid_path, charp, 0444);
 MODULE_PARM_DESC(spl_hostid_path, "The system hostid file (/etc/hostid)");
 
 static int
-hostid_read(void)
+hostid_read(uint32_t *hostid)
 {
-       int result;
        uint64_t size;
        struct _buf *file;
-       uint32_t hostid = 0;
+       uint32_t value = 0;
+       int error;
 
        file = kobj_open_file(spl_hostid_path);
-
        if (file == (struct _buf *)-1)
-               return -1;
-
-       result = kobj_get_filesize(file, &size);
+               return (ENOENT);
 
-       if (result != 0) {
-               printk(KERN_WARNING
-                      "SPL: kobj_get_filesize returned %i on %s\n",
-                      result, spl_hostid_path);
+       error = kobj_get_filesize(file, &size);
+       if (error) {
                kobj_close_file(file);
-               return -2;
+               return (error);
        }
 
-       if (size < sizeof(HW_HOSTID_MASK)) {
-               printk(KERN_WARNING
-                      "SPL: Ignoring the %s file because it is %llu bytes; "
-                      "expecting %lu bytes instead.\n", spl_hostid_path,
-                      size, (unsigned long)sizeof(HW_HOSTID_MASK));
+       if (size < sizeof (HW_HOSTID_MASK)) {
                kobj_close_file(file);
-               return -3;
+               return (EINVAL);
        }
 
-       /* Read directly into the variable like eglibc does. */
-       /* Short reads are okay; native behavior is preserved. */
-       result = kobj_read_file(file, (char *)&hostid, sizeof(hostid), 0);
-
-       if (result < 0) {
-               printk(KERN_WARNING
-                      "SPL: kobj_read_file returned %i on %s\n",
-                      result, spl_hostid_path);
+       /*
+        * Read directly into the variable like eglibc does.
+        * Short reads are okay; native behavior is preserved.
+        */
+       error = kobj_read_file(file, (char *)&value, sizeof (value), 0);
+       if (error < 0) {
                kobj_close_file(file);
-               return -4;
+               return (EIO);
        }
 
        /* Mask down to 32 bits like coreutils does. */
-       spl_hostid = hostid & HW_HOSTID_MASK;
+       *hostid = (value & HW_HOSTID_MASK);
        kobj_close_file(file);
-       return 0;
+
+       return (0);
 }
 
+/*
+ * Return the system hostid.  Preferentially use the spl_hostid module option
+ * when set, otherwise use the value in the /etc/hostid file.
+ */
 uint32_t
 zone_get_hostid(void *zone)
 {
-       static int first = 1;
-
-       /* Only the global zone is supported */
-       ASSERT(zone == NULL);
+       uint32_t hostid;
 
-       if (first) {
-               first = 0;
+       ASSERT3P(zone, ==, NULL);
 
-               spl_hostid &= HW_HOSTID_MASK;
-               /*
-                * Get the hostid if it was not passed as a module parameter.
-                * Try reading the /etc/hostid file directly.
-                */
-               if (spl_hostid == 0 && hostid_read())
-                       spl_hostid = 0;
+       if (spl_hostid != 0)
+               return ((uint32_t)(spl_hostid & HW_HOSTID_MASK));
 
+       if (hostid_read(&hostid) == 0)
+               return (hostid);
 
-               printk(KERN_NOTICE "SPL: using hostid 0x%08x\n",
-                       (unsigned int) spl_hostid);
-       }
-
-       return spl_hostid;
+       return (0);
 }
 EXPORT_SYMBOL(zone_get_hostid);
 
@@ -502,6 +637,45 @@ spl_kvmem_init(void)
        return (rc);
 }
 
+/*
+ * We initialize the random number generator with 128 bits of entropy from the
+ * system random number generator. In the improbable case that we have a zero
+ * seed, we fallback to the system jiffies, unless it is also zero, in which
+ * situation we use a preprogrammed seed. We step forward by 2^64 iterations to
+ * initialize each of the per-cpu seeds so that the sequences generated on each
+ * CPU are guaranteed to never overlap in practice.
+ */
+static void __init
+spl_random_init(void)
+{
+       uint64_t s[2];
+       int i;
+
+       get_random_bytes(s, sizeof (s));
+
+       if (s[0] == 0 && s[1] == 0) {
+               if (jiffies != 0) {
+                       s[0] = jiffies;
+                       s[1] = ~0 - jiffies;
+               } else {
+                       (void) memcpy(s, "improbable seed", sizeof (s));
+               }
+               printk("SPL: get_random_bytes() returned 0 "
+                   "when generating random seed. Setting initial seed to "
+                   "0x%016llx%016llx.\n", cpu_to_be64(s[0]),
+                   cpu_to_be64(s[1]));
+       }
+
+       for_each_possible_cpu(i) {
+               uint64_t *wordp = per_cpu(spl_pseudo_entropy, i);
+
+               spl_rand_jump(s);
+
+               wordp[0] = s[0];
+               wordp[1] = s[1];
+       }
+}
+
 static void
 spl_kvmem_fini(void)
 {
@@ -514,6 +688,9 @@ spl_init(void)
 {
        int rc = 0;
 
+       bzero(&p0, sizeof (proc_t));
+       spl_random_init();
+
        if ((rc = spl_kvmem_init()))
                goto out1;
 
@@ -544,8 +721,6 @@ spl_init(void)
        if ((rc = spl_zlib_init()))
                goto out10;
 
-       printk(KERN_NOTICE "SPL: Loaded module v%s-%s%s\n", SPL_META_VERSION,
-              SPL_META_RELEASE, SPL_DEBUG_STR);
        return (rc);
 
 out10:
@@ -567,18 +742,12 @@ out3:
 out2:
        spl_kvmem_fini();
 out1:
-       printk(KERN_NOTICE "SPL: Failed to Load Solaris Porting Layer "
-              "v%s-%s%s, rc = %d\n", SPL_META_VERSION, SPL_META_RELEASE,
-              SPL_DEBUG_STR, rc);
-
        return (rc);
 }
 
 static void __exit
 spl_fini(void)
 {
-       printk(KERN_NOTICE "SPL: Unloaded module v%s-%s%s\n",
-              SPL_META_VERSION, SPL_META_RELEASE, SPL_DEBUG_STR);
        spl_zlib_fini();
        spl_kstat_fini();
        spl_proc_fini();
@@ -595,6 +764,6 @@ module_init(spl_init);
 module_exit(spl_fini);
 
 MODULE_DESCRIPTION("Solaris Porting Layer");
-MODULE_AUTHOR(SPL_META_AUTHOR);
-MODULE_LICENSE(SPL_META_LICENSE);
-MODULE_VERSION(SPL_META_VERSION "-" SPL_META_RELEASE);
+MODULE_AUTHOR(ZFS_META_AUTHOR);
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_VERSION(ZFS_META_VERSION "-" ZFS_META_RELEASE);