]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_vnops.c
mandoc: import version 1.14.6
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_vnops.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
7  * All or some portions of this file are derived from material licensed
8  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
9  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
10  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
11  *
12  * Copyright (c) 2012 Konstantin Belousov <kib@FreeBSD.org>
13  * Copyright (c) 2013, 2014 The FreeBSD Foundation
14  *
15  * Portions of this software were developed by Konstantin Belousov
16  * under sponsorship from the FreeBSD Foundation.
17  *
18  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
19  * modification, are permitted provided that the following conditions
20  * are met:
21  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
22  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
23  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
24  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
25  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
26  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
27  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
28  *    without specific prior written permission.
29  *
30  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
31  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
32  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
33  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
34  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
35  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
36  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
37  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
38  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
39  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
40  * SUCH DAMAGE.
41  *
42  *      @(#)vfs_vnops.c 8.2 (Berkeley) 1/21/94
43  */
44
45 #include <sys/cdefs.h>
46 __FBSDID("$FreeBSD$");
47
48 #include "opt_hwpmc_hooks.h"
49
50 #include <sys/param.h>
51 #include <sys/systm.h>
52 #include <sys/disk.h>
53 #include <sys/fail.h>
54 #include <sys/fcntl.h>
55 #include <sys/file.h>
56 #include <sys/kdb.h>
57 #include <sys/ktr.h>
58 #include <sys/stat.h>
59 #include <sys/priv.h>
60 #include <sys/proc.h>
61 #include <sys/limits.h>
62 #include <sys/lock.h>
63 #include <sys/mman.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/mutex.h>
66 #include <sys/namei.h>
67 #include <sys/vnode.h>
68 #include <sys/bio.h>
69 #include <sys/buf.h>
70 #include <sys/filio.h>
71 #include <sys/resourcevar.h>
72 #include <sys/rwlock.h>
73 #include <sys/prng.h>
74 #include <sys/sx.h>
75 #include <sys/sleepqueue.h>
76 #include <sys/sysctl.h>
77 #include <sys/ttycom.h>
78 #include <sys/conf.h>
79 #include <sys/syslog.h>
80 #include <sys/unistd.h>
81 #include <sys/user.h>
82 #include <sys/ktrace.h>
83
84 #include <security/audit/audit.h>
85 #include <security/mac/mac_framework.h>
86
87 #include <vm/vm.h>
88 #include <vm/vm_extern.h>
89 #include <vm/pmap.h>
90 #include <vm/vm_map.h>
91 #include <vm/vm_object.h>
92 #include <vm/vm_page.h>
93 #include <vm/vm_pager.h>
94
95 #ifdef HWPMC_HOOKS
96 #include <sys/pmckern.h>
97 #endif
98
99 static fo_rdwr_t        vn_read;
100 static fo_rdwr_t        vn_write;
101 static fo_rdwr_t        vn_io_fault;
102 static fo_truncate_t    vn_truncate;
103 static fo_ioctl_t       vn_ioctl;
104 static fo_poll_t        vn_poll;
105 static fo_kqfilter_t    vn_kqfilter;
106 static fo_close_t       vn_closefile;
107 static fo_mmap_t        vn_mmap;
108 static fo_fallocate_t   vn_fallocate;
109 static fo_fspacectl_t   vn_fspacectl;
110
111 struct  fileops vnops = {
112         .fo_read = vn_io_fault,
113         .fo_write = vn_io_fault,
114         .fo_truncate = vn_truncate,
115         .fo_ioctl = vn_ioctl,
116         .fo_poll = vn_poll,
117         .fo_kqfilter = vn_kqfilter,
118         .fo_stat = vn_statfile,
119         .fo_close = vn_closefile,
120         .fo_chmod = vn_chmod,
121         .fo_chown = vn_chown,
122         .fo_sendfile = vn_sendfile,
123         .fo_seek = vn_seek,
124         .fo_fill_kinfo = vn_fill_kinfo,
125         .fo_mmap = vn_mmap,
126         .fo_fallocate = vn_fallocate,
127         .fo_fspacectl = vn_fspacectl,
128         .fo_flags = DFLAG_PASSABLE | DFLAG_SEEKABLE
129 };
130
131 const u_int io_hold_cnt = 16;
132 static int vn_io_fault_enable = 1;
133 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vn_io_fault_enable, CTLFLAG_RWTUN,
134     &vn_io_fault_enable, 0, "Enable vn_io_fault lock avoidance");
135 static int vn_io_fault_prefault = 0;
136 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vn_io_fault_prefault, CTLFLAG_RWTUN,
137     &vn_io_fault_prefault, 0, "Enable vn_io_fault prefaulting");
138 static int vn_io_pgcache_read_enable = 1;
139 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vn_io_pgcache_read_enable, CTLFLAG_RWTUN,
140     &vn_io_pgcache_read_enable, 0,
141     "Enable copying from page cache for reads, avoiding fs");
142 static u_long vn_io_faults_cnt;
143 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, vn_io_faults, CTLFLAG_RD,
144     &vn_io_faults_cnt, 0, "Count of vn_io_fault lock avoidance triggers");
145
146 static int vfs_allow_read_dir = 0;
147 SYSCTL_INT(_security_bsd, OID_AUTO, allow_read_dir, CTLFLAG_RW,
148     &vfs_allow_read_dir, 0,
149     "Enable read(2) of directory by root for filesystems that support it");
150
151 /*
152  * Returns true if vn_io_fault mode of handling the i/o request should
153  * be used.
154  */
155 static bool
156 do_vn_io_fault(struct vnode *vp, struct uio *uio)
157 {
158         struct mount *mp;
159
160         return (uio->uio_segflg == UIO_USERSPACE && vp->v_type == VREG &&
161             (mp = vp->v_mount) != NULL &&
162             (mp->mnt_kern_flag & MNTK_NO_IOPF) != 0 && vn_io_fault_enable);
163 }
164
165 /*
166  * Structure used to pass arguments to vn_io_fault1(), to do either
167  * file- or vnode-based I/O calls.
168  */
169 struct vn_io_fault_args {
170         enum {
171                 VN_IO_FAULT_FOP,
172                 VN_IO_FAULT_VOP
173         } kind;
174         struct ucred *cred;
175         int flags;
176         union {
177                 struct fop_args_tag {
178                         struct file *fp;
179                         fo_rdwr_t *doio;
180                 } fop_args;
181                 struct vop_args_tag {
182                         struct vnode *vp;
183                 } vop_args;
184         } args;
185 };
186
187 static int vn_io_fault1(struct vnode *vp, struct uio *uio,
188     struct vn_io_fault_args *args, struct thread *td);
189
190 int
191 vn_open(struct nameidata *ndp, int *flagp, int cmode, struct file *fp)
192 {
193         struct thread *td = curthread;
194
195         return (vn_open_cred(ndp, flagp, cmode, 0, td->td_ucred, fp));
196 }
197
198 static uint64_t
199 open2nameif(int fmode, u_int vn_open_flags)
200 {
201         uint64_t res;
202
203         res = ISOPEN | LOCKLEAF;
204         if ((fmode & O_RESOLVE_BENEATH) != 0)
205                 res |= RBENEATH;
206         if ((fmode & O_EMPTY_PATH) != 0)
207                 res |= EMPTYPATH;
208         if ((fmode & FREAD) != 0)
209                 res |= OPENREAD;
210         if ((fmode & FWRITE) != 0)
211                 res |= OPENWRITE;
212         if ((vn_open_flags & VN_OPEN_NOAUDIT) == 0)
213                 res |= AUDITVNODE1;
214         if ((vn_open_flags & VN_OPEN_NOCAPCHECK) != 0)
215                 res |= NOCAPCHECK;
216         return (res);
217 }
218
219 /*
220  * Common code for vnode open operations via a name lookup.
221  * Lookup the vnode and invoke VOP_CREATE if needed.
222  * Check permissions, and call the VOP_OPEN or VOP_CREATE routine.
223  *
224  * Note that this does NOT free nameidata for the successful case,
225  * due to the NDINIT being done elsewhere.
226  */
227 int
228 vn_open_cred(struct nameidata *ndp, int *flagp, int cmode, u_int vn_open_flags,
229     struct ucred *cred, struct file *fp)
230 {
231         struct vnode *vp;
232         struct mount *mp;
233         struct vattr vat;
234         struct vattr *vap = &vat;
235         int fmode, error;
236         bool first_open;
237
238 restart:
239         first_open = false;
240         fmode = *flagp;
241         if ((fmode & (O_CREAT | O_EXCL | O_DIRECTORY)) == (O_CREAT |
242             O_EXCL | O_DIRECTORY) ||
243             (fmode & (O_CREAT | O_EMPTY_PATH)) == (O_CREAT | O_EMPTY_PATH))
244                 return (EINVAL);
245         else if ((fmode & (O_CREAT | O_DIRECTORY)) == O_CREAT) {
246                 ndp->ni_cnd.cn_nameiop = CREATE;
247                 ndp->ni_cnd.cn_flags = open2nameif(fmode, vn_open_flags);
248                 /*
249                  * Set NOCACHE to avoid flushing the cache when
250                  * rolling in many files at once.
251                  *
252                  * Set NC_KEEPPOSENTRY to keep positive entries if they already
253                  * exist despite NOCACHE.
254                  */
255                 ndp->ni_cnd.cn_flags |= LOCKPARENT | NOCACHE | NC_KEEPPOSENTRY;
256                 if ((fmode & O_EXCL) == 0 && (fmode & O_NOFOLLOW) == 0)
257                         ndp->ni_cnd.cn_flags |= FOLLOW;
258                 if ((vn_open_flags & VN_OPEN_INVFS) == 0)
259                         bwillwrite();
260                 if ((error = namei(ndp)) != 0)
261                         return (error);
262                 if (ndp->ni_vp == NULL) {
263                         VATTR_NULL(vap);
264                         vap->va_type = VREG;
265                         vap->va_mode = cmode;
266                         if (fmode & O_EXCL)
267                                 vap->va_vaflags |= VA_EXCLUSIVE;
268                         if (vn_start_write(ndp->ni_dvp, &mp, V_NOWAIT) != 0) {
269                                 NDFREE(ndp, NDF_ONLY_PNBUF);
270                                 vput(ndp->ni_dvp);
271                                 if ((error = vn_start_write(NULL, &mp,
272                                     V_XSLEEP | PCATCH)) != 0)
273                                         return (error);
274                                 NDREINIT(ndp);
275                                 goto restart;
276                         }
277                         if ((vn_open_flags & VN_OPEN_NAMECACHE) != 0)
278                                 ndp->ni_cnd.cn_flags |= MAKEENTRY;
279 #ifdef MAC
280                         error = mac_vnode_check_create(cred, ndp->ni_dvp,
281                             &ndp->ni_cnd, vap);
282                         if (error == 0)
283 #endif
284                                 error = VOP_CREATE(ndp->ni_dvp, &ndp->ni_vp,
285                                     &ndp->ni_cnd, vap);
286                         vp = ndp->ni_vp;
287                         if (error == 0 && (fmode & O_EXCL) != 0 &&
288                             (fmode & (O_EXLOCK | O_SHLOCK)) != 0) {
289                                 VI_LOCK(vp);
290                                 vp->v_iflag |= VI_FOPENING;
291                                 VI_UNLOCK(vp);
292                                 first_open = true;
293                         }
294                         VOP_VPUT_PAIR(ndp->ni_dvp, error == 0 ? &vp : NULL,
295                             false);
296                         vn_finished_write(mp);
297                         if (error) {
298                                 NDFREE(ndp, NDF_ONLY_PNBUF);
299                                 if (error == ERELOOKUP) {
300                                         NDREINIT(ndp);
301                                         goto restart;
302                                 }
303                                 return (error);
304                         }
305                         fmode &= ~O_TRUNC;
306                 } else {
307                         if (ndp->ni_dvp == ndp->ni_vp)
308                                 vrele(ndp->ni_dvp);
309                         else
310                                 vput(ndp->ni_dvp);
311                         ndp->ni_dvp = NULL;
312                         vp = ndp->ni_vp;
313                         if (fmode & O_EXCL) {
314                                 error = EEXIST;
315                                 goto bad;
316                         }
317                         if (vp->v_type == VDIR) {
318                                 error = EISDIR;
319                                 goto bad;
320                         }
321                         fmode &= ~O_CREAT;
322                 }
323         } else {
324                 ndp->ni_cnd.cn_nameiop = LOOKUP;
325                 ndp->ni_cnd.cn_flags = open2nameif(fmode, vn_open_flags);
326                 ndp->ni_cnd.cn_flags |= (fmode & O_NOFOLLOW) != 0 ? NOFOLLOW :
327                     FOLLOW;
328                 if ((fmode & FWRITE) == 0)
329                         ndp->ni_cnd.cn_flags |= LOCKSHARED;
330                 if ((error = namei(ndp)) != 0)
331                         return (error);
332                 vp = ndp->ni_vp;
333         }
334         error = vn_open_vnode(vp, fmode, cred, curthread, fp);
335         if (first_open) {
336                 VI_LOCK(vp);
337                 vp->v_iflag &= ~VI_FOPENING;
338                 wakeup(vp);
339                 VI_UNLOCK(vp);
340         }
341         if (error)
342                 goto bad;
343         *flagp = fmode;
344         return (0);
345 bad:
346         NDFREE(ndp, NDF_ONLY_PNBUF);
347         vput(vp);
348         *flagp = fmode;
349         ndp->ni_vp = NULL;
350         return (error);
351 }
352
353 static int
354 vn_open_vnode_advlock(struct vnode *vp, int fmode, struct file *fp)
355 {
356         struct flock lf;
357         int error, lock_flags, type;
358
359         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_open_vnode_advlock");
360         if ((fmode & (O_EXLOCK | O_SHLOCK)) == 0)
361                 return (0);
362         KASSERT(fp != NULL, ("open with flock requires fp"));
363         if (fp->f_type != DTYPE_NONE && fp->f_type != DTYPE_VNODE)
364                 return (EOPNOTSUPP);
365
366         lock_flags = VOP_ISLOCKED(vp);
367         VOP_UNLOCK(vp);
368
369         lf.l_whence = SEEK_SET;
370         lf.l_start = 0;
371         lf.l_len = 0;
372         lf.l_type = (fmode & O_EXLOCK) != 0 ? F_WRLCK : F_RDLCK;
373         type = F_FLOCK;
374         if ((fmode & FNONBLOCK) == 0)
375                 type |= F_WAIT;
376         if ((fmode & (O_CREAT | O_EXCL)) == (O_CREAT | O_EXCL))
377                 type |= F_FIRSTOPEN;
378         error = VOP_ADVLOCK(vp, (caddr_t)fp, F_SETLK, &lf, type);
379         if (error == 0)
380                 fp->f_flag |= FHASLOCK;
381
382         vn_lock(vp, lock_flags | LK_RETRY);
383         return (error);
384 }
385
386 /*
387  * Common code for vnode open operations once a vnode is located.
388  * Check permissions, and call the VOP_OPEN routine.
389  */
390 int
391 vn_open_vnode(struct vnode *vp, int fmode, struct ucred *cred,
392     struct thread *td, struct file *fp)
393 {
394         accmode_t accmode;
395         int error;
396
397         if (vp->v_type == VLNK) {
398                 if ((fmode & O_PATH) == 0 || (fmode & FEXEC) != 0)
399                         return (EMLINK);
400         }
401         if (vp->v_type != VDIR && fmode & O_DIRECTORY)
402                 return (ENOTDIR);
403
404         accmode = 0;
405         if ((fmode & O_PATH) == 0) {
406                 if (vp->v_type == VSOCK)
407                         return (EOPNOTSUPP);
408                 if ((fmode & (FWRITE | O_TRUNC)) != 0) {
409                         if (vp->v_type == VDIR)
410                                 return (EISDIR);
411                         accmode |= VWRITE;
412                 }
413                 if ((fmode & FREAD) != 0)
414                         accmode |= VREAD;
415                 if ((fmode & O_APPEND) && (fmode & FWRITE))
416                         accmode |= VAPPEND;
417 #ifdef MAC
418                 if ((fmode & O_CREAT) != 0)
419                         accmode |= VCREAT;
420 #endif
421         }
422         if ((fmode & FEXEC) != 0)
423                 accmode |= VEXEC;
424 #ifdef MAC
425         if ((fmode & O_VERIFY) != 0)
426                 accmode |= VVERIFY;
427         error = mac_vnode_check_open(cred, vp, accmode);
428         if (error != 0)
429                 return (error);
430
431         accmode &= ~(VCREAT | VVERIFY);
432 #endif
433         if ((fmode & O_CREAT) == 0 && accmode != 0) {
434                 error = VOP_ACCESS(vp, accmode, cred, td);
435                 if (error != 0)
436                         return (error);
437         }
438         if ((fmode & O_PATH) != 0) {
439                 if (vp->v_type != VFIFO && vp->v_type != VSOCK &&
440                     VOP_ACCESS(vp, VREAD, cred, td) == 0)
441                         fp->f_flag |= FKQALLOWED;
442                 return (0);
443         }
444
445         if (vp->v_type == VFIFO && VOP_ISLOCKED(vp) != LK_EXCLUSIVE)
446                 vn_lock(vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
447         error = VOP_OPEN(vp, fmode, cred, td, fp);
448         if (error != 0)
449                 return (error);
450
451         error = vn_open_vnode_advlock(vp, fmode, fp);
452         if (error == 0 && (fmode & FWRITE) != 0) {
453                 error = VOP_ADD_WRITECOUNT(vp, 1);
454                 if (error == 0) {
455                         CTR3(KTR_VFS, "%s: vp %p v_writecount increased to %d",
456                              __func__, vp, vp->v_writecount);
457                 }
458         }
459
460         /*
461          * Error from advlock or VOP_ADD_WRITECOUNT() still requires
462          * calling VOP_CLOSE() to pair with earlier VOP_OPEN().
463          */
464         if (error != 0) {
465                 if (fp != NULL) {
466                         /*
467                          * Arrange the call by having fdrop() to use
468                          * vn_closefile().  This is to satisfy
469                          * filesystems like devfs or tmpfs, which
470                          * override fo_close().
471                          */
472                         fp->f_flag |= FOPENFAILED;
473                         fp->f_vnode = vp;
474                         if (fp->f_ops == &badfileops) {
475                                 fp->f_type = DTYPE_VNODE;
476                                 fp->f_ops = &vnops;
477                         }
478                         vref(vp);
479                 } else {
480                         /*
481                          * If there is no fp, due to kernel-mode open,
482                          * we can call VOP_CLOSE() now.
483                          */
484                         if (vp->v_type != VFIFO && (fmode & FWRITE) != 0 &&
485                             !MNT_EXTENDED_SHARED(vp->v_mount) &&
486                             VOP_ISLOCKED(vp) != LK_EXCLUSIVE)
487                                 vn_lock(vp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
488                         (void)VOP_CLOSE(vp, fmode & (FREAD | FWRITE | FEXEC),
489                             cred, td);
490                 }
491         }
492
493         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_open_vnode");
494         return (error);
495
496 }
497
498 /*
499  * Check for write permissions on the specified vnode.
500  * Prototype text segments cannot be written.
501  * It is racy.
502  */
503 int
504 vn_writechk(struct vnode *vp)
505 {
506
507         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_writechk");
508         /*
509          * If there's shared text associated with
510          * the vnode, try to free it up once.  If
511          * we fail, we can't allow writing.
512          */
513         if (VOP_IS_TEXT(vp))
514                 return (ETXTBSY);
515
516         return (0);
517 }
518
519 /*
520  * Vnode close call
521  */
522 static int
523 vn_close1(struct vnode *vp, int flags, struct ucred *file_cred,
524     struct thread *td, bool keep_ref)
525 {
526         struct mount *mp;
527         int error, lock_flags;
528
529         if (vp->v_type != VFIFO && (flags & FWRITE) == 0 &&
530             MNT_EXTENDED_SHARED(vp->v_mount))
531                 lock_flags = LK_SHARED;
532         else
533                 lock_flags = LK_EXCLUSIVE;
534
535         vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT);
536         vn_lock(vp, lock_flags | LK_RETRY);
537         AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
538         if ((flags & (FWRITE | FOPENFAILED)) == FWRITE) {
539                 VOP_ADD_WRITECOUNT_CHECKED(vp, -1);
540                 CTR3(KTR_VFS, "%s: vp %p v_writecount decreased to %d",
541                     __func__, vp, vp->v_writecount);
542         }
543         error = VOP_CLOSE(vp, flags, file_cred, td);
544         if (keep_ref)
545                 VOP_UNLOCK(vp);
546         else
547                 vput(vp);
548         vn_finished_write(mp);
549         return (error);
550 }
551
552 int
553 vn_close(struct vnode *vp, int flags, struct ucred *file_cred,
554     struct thread *td)
555 {
556
557         return (vn_close1(vp, flags, file_cred, td, false));
558 }
559
560 /*
561  * Heuristic to detect sequential operation.
562  */
563 static int
564 sequential_heuristic(struct uio *uio, struct file *fp)
565 {
566         enum uio_rw rw;
567
568         ASSERT_VOP_LOCKED(fp->f_vnode, __func__);
569
570         rw = uio->uio_rw;
571         if (fp->f_flag & FRDAHEAD)
572                 return (fp->f_seqcount[rw] << IO_SEQSHIFT);
573
574         /*
575          * Offset 0 is handled specially.  open() sets f_seqcount to 1 so
576          * that the first I/O is normally considered to be slightly
577          * sequential.  Seeking to offset 0 doesn't change sequentiality
578          * unless previous seeks have reduced f_seqcount to 0, in which
579          * case offset 0 is not special.
580          */
581         if ((uio->uio_offset == 0 && fp->f_seqcount[rw] > 0) ||
582             uio->uio_offset == fp->f_nextoff[rw]) {
583                 /*
584                  * f_seqcount is in units of fixed-size blocks so that it
585                  * depends mainly on the amount of sequential I/O and not
586                  * much on the number of sequential I/O's.  The fixed size
587                  * of 16384 is hard-coded here since it is (not quite) just
588                  * a magic size that works well here.  This size is more
589                  * closely related to the best I/O size for real disks than
590                  * to any block size used by software.
591                  */
592                 if (uio->uio_resid >= IO_SEQMAX * 16384)
593                         fp->f_seqcount[rw] = IO_SEQMAX;
594                 else {
595                         fp->f_seqcount[rw] += howmany(uio->uio_resid, 16384);
596                         if (fp->f_seqcount[rw] > IO_SEQMAX)
597                                 fp->f_seqcount[rw] = IO_SEQMAX;
598                 }
599                 return (fp->f_seqcount[rw] << IO_SEQSHIFT);
600         }
601
602         /* Not sequential.  Quickly draw-down sequentiality. */
603         if (fp->f_seqcount[rw] > 1)
604                 fp->f_seqcount[rw] = 1;
605         else
606                 fp->f_seqcount[rw] = 0;
607         return (0);
608 }
609
610 /*
611  * Package up an I/O request on a vnode into a uio and do it.
612  */
613 int
614 vn_rdwr(enum uio_rw rw, struct vnode *vp, void *base, int len, off_t offset,
615     enum uio_seg segflg, int ioflg, struct ucred *active_cred,
616     struct ucred *file_cred, ssize_t *aresid, struct thread *td)
617 {
618         struct uio auio;
619         struct iovec aiov;
620         struct mount *mp;
621         struct ucred *cred;
622         void *rl_cookie;
623         struct vn_io_fault_args args;
624         int error, lock_flags;
625
626         if (offset < 0 && vp->v_type != VCHR)
627                 return (EINVAL);
628         auio.uio_iov = &aiov;
629         auio.uio_iovcnt = 1;
630         aiov.iov_base = base;
631         aiov.iov_len = len;
632         auio.uio_resid = len;
633         auio.uio_offset = offset;
634         auio.uio_segflg = segflg;
635         auio.uio_rw = rw;
636         auio.uio_td = td;
637         error = 0;
638
639         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0) {
640                 if ((ioflg & IO_RANGELOCKED) == 0) {
641                         if (rw == UIO_READ) {
642                                 rl_cookie = vn_rangelock_rlock(vp, offset,
643                                     offset + len);
644                         } else if ((ioflg & IO_APPEND) != 0) {
645                                 rl_cookie = vn_rangelock_wlock(vp, 0, OFF_MAX);
646                         } else {
647                                 rl_cookie = vn_rangelock_wlock(vp, offset,
648                                     offset + len);
649                         }
650                 } else
651                         rl_cookie = NULL;
652                 mp = NULL;
653                 if (rw == UIO_WRITE) { 
654                         if (vp->v_type != VCHR &&
655                             (error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH))
656                             != 0)
657                                 goto out;
658                         lock_flags = vn_lktype_write(mp, vp);
659                 } else
660                         lock_flags = LK_SHARED;
661                 vn_lock(vp, lock_flags | LK_RETRY);
662         } else
663                 rl_cookie = NULL;
664
665         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "IO_NODELOCKED with no vp lock held");
666 #ifdef MAC
667         if ((ioflg & IO_NOMACCHECK) == 0) {
668                 if (rw == UIO_READ)
669                         error = mac_vnode_check_read(active_cred, file_cred,
670                             vp);
671                 else
672                         error = mac_vnode_check_write(active_cred, file_cred,
673                             vp);
674         }
675 #endif
676         if (error == 0) {
677                 if (file_cred != NULL)
678                         cred = file_cred;
679                 else
680                         cred = active_cred;
681                 if (do_vn_io_fault(vp, &auio)) {
682                         args.kind = VN_IO_FAULT_VOP;
683                         args.cred = cred;
684                         args.flags = ioflg;
685                         args.args.vop_args.vp = vp;
686                         error = vn_io_fault1(vp, &auio, &args, td);
687                 } else if (rw == UIO_READ) {
688                         error = VOP_READ(vp, &auio, ioflg, cred);
689                 } else /* if (rw == UIO_WRITE) */ {
690                         error = VOP_WRITE(vp, &auio, ioflg, cred);
691                 }
692         }
693         if (aresid)
694                 *aresid = auio.uio_resid;
695         else
696                 if (auio.uio_resid && error == 0)
697                         error = EIO;
698         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0) {
699                 VOP_UNLOCK(vp);
700                 if (mp != NULL)
701                         vn_finished_write(mp);
702         }
703  out:
704         if (rl_cookie != NULL)
705                 vn_rangelock_unlock(vp, rl_cookie);
706         return (error);
707 }
708
709 /*
710  * Package up an I/O request on a vnode into a uio and do it.  The I/O
711  * request is split up into smaller chunks and we try to avoid saturating
712  * the buffer cache while potentially holding a vnode locked, so we 
713  * check bwillwrite() before calling vn_rdwr().  We also call kern_yield()
714  * to give other processes a chance to lock the vnode (either other processes
715  * core'ing the same binary, or unrelated processes scanning the directory).
716  */
717 int
718 vn_rdwr_inchunks(enum uio_rw rw, struct vnode *vp, void *base, size_t len,
719     off_t offset, enum uio_seg segflg, int ioflg, struct ucred *active_cred,
720     struct ucred *file_cred, size_t *aresid, struct thread *td)
721 {
722         int error = 0;
723         ssize_t iaresid;
724
725         do {
726                 int chunk;
727
728                 /*
729                  * Force `offset' to a multiple of MAXBSIZE except possibly
730                  * for the first chunk, so that filesystems only need to
731                  * write full blocks except possibly for the first and last
732                  * chunks.
733                  */
734                 chunk = MAXBSIZE - (uoff_t)offset % MAXBSIZE;
735
736                 if (chunk > len)
737                         chunk = len;
738                 if (rw != UIO_READ && vp->v_type == VREG)
739                         bwillwrite();
740                 iaresid = 0;
741                 error = vn_rdwr(rw, vp, base, chunk, offset, segflg,
742                     ioflg, active_cred, file_cred, &iaresid, td);
743                 len -= chunk;   /* aresid calc already includes length */
744                 if (error)
745                         break;
746                 offset += chunk;
747                 base = (char *)base + chunk;
748                 kern_yield(PRI_USER);
749         } while (len);
750         if (aresid)
751                 *aresid = len + iaresid;
752         return (error);
753 }
754
755 #if OFF_MAX <= LONG_MAX
756 off_t
757 foffset_lock(struct file *fp, int flags)
758 {
759         volatile short *flagsp;
760         off_t res;
761         short state;
762
763         KASSERT((flags & FOF_OFFSET) == 0, ("FOF_OFFSET passed"));
764
765         if ((flags & FOF_NOLOCK) != 0)
766                 return (atomic_load_long(&fp->f_offset));
767
768         /*
769          * According to McKusick the vn lock was protecting f_offset here.
770          * It is now protected by the FOFFSET_LOCKED flag.
771          */
772         flagsp = &fp->f_vnread_flags;
773         if (atomic_cmpset_acq_16(flagsp, 0, FOFFSET_LOCKED))
774                 return (atomic_load_long(&fp->f_offset));
775
776         sleepq_lock(&fp->f_vnread_flags);
777         state = atomic_load_16(flagsp);
778         for (;;) {
779                 if ((state & FOFFSET_LOCKED) == 0) {
780                         if (!atomic_fcmpset_acq_16(flagsp, &state,
781                             FOFFSET_LOCKED))
782                                 continue;
783                         break;
784                 }
785                 if ((state & FOFFSET_LOCK_WAITING) == 0) {
786                         if (!atomic_fcmpset_acq_16(flagsp, &state,
787                             state | FOFFSET_LOCK_WAITING))
788                                 continue;
789                 }
790                 DROP_GIANT();
791                 sleepq_add(&fp->f_vnread_flags, NULL, "vofflock", 0, 0);
792                 sleepq_wait(&fp->f_vnread_flags, PUSER -1);
793                 PICKUP_GIANT();
794                 sleepq_lock(&fp->f_vnread_flags);
795                 state = atomic_load_16(flagsp);
796         }
797         res = atomic_load_long(&fp->f_offset);
798         sleepq_release(&fp->f_vnread_flags);
799         return (res);
800 }
801
802 void
803 foffset_unlock(struct file *fp, off_t val, int flags)
804 {
805         volatile short *flagsp;
806         short state;
807
808         KASSERT((flags & FOF_OFFSET) == 0, ("FOF_OFFSET passed"));
809
810         if ((flags & FOF_NOUPDATE) == 0)
811                 atomic_store_long(&fp->f_offset, val);
812         if ((flags & FOF_NEXTOFF_R) != 0)
813                 fp->f_nextoff[UIO_READ] = val;
814         if ((flags & FOF_NEXTOFF_W) != 0)
815                 fp->f_nextoff[UIO_WRITE] = val;
816
817         if ((flags & FOF_NOLOCK) != 0)
818                 return;
819
820         flagsp = &fp->f_vnread_flags;
821         state = atomic_load_16(flagsp);
822         if ((state & FOFFSET_LOCK_WAITING) == 0 &&
823             atomic_cmpset_rel_16(flagsp, state, 0))
824                 return;
825
826         sleepq_lock(&fp->f_vnread_flags);
827         MPASS((fp->f_vnread_flags & FOFFSET_LOCKED) != 0);
828         MPASS((fp->f_vnread_flags & FOFFSET_LOCK_WAITING) != 0);
829         fp->f_vnread_flags = 0;
830         sleepq_broadcast(&fp->f_vnread_flags, SLEEPQ_SLEEP, 0, 0);
831         sleepq_release(&fp->f_vnread_flags);
832 }
833 #else
834 off_t
835 foffset_lock(struct file *fp, int flags)
836 {
837         struct mtx *mtxp;
838         off_t res;
839
840         KASSERT((flags & FOF_OFFSET) == 0, ("FOF_OFFSET passed"));
841
842         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, fp);
843         mtx_lock(mtxp);
844         if ((flags & FOF_NOLOCK) == 0) {
845                 while (fp->f_vnread_flags & FOFFSET_LOCKED) {
846                         fp->f_vnread_flags |= FOFFSET_LOCK_WAITING;
847                         msleep(&fp->f_vnread_flags, mtxp, PUSER -1,
848                             "vofflock", 0);
849                 }
850                 fp->f_vnread_flags |= FOFFSET_LOCKED;
851         }
852         res = fp->f_offset;
853         mtx_unlock(mtxp);
854         return (res);
855 }
856
857 void
858 foffset_unlock(struct file *fp, off_t val, int flags)
859 {
860         struct mtx *mtxp;
861
862         KASSERT((flags & FOF_OFFSET) == 0, ("FOF_OFFSET passed"));
863
864         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, fp);
865         mtx_lock(mtxp);
866         if ((flags & FOF_NOUPDATE) == 0)
867                 fp->f_offset = val;
868         if ((flags & FOF_NEXTOFF_R) != 0)
869                 fp->f_nextoff[UIO_READ] = val;
870         if ((flags & FOF_NEXTOFF_W) != 0)
871                 fp->f_nextoff[UIO_WRITE] = val;
872         if ((flags & FOF_NOLOCK) == 0) {
873                 KASSERT((fp->f_vnread_flags & FOFFSET_LOCKED) != 0,
874                     ("Lost FOFFSET_LOCKED"));
875                 if (fp->f_vnread_flags & FOFFSET_LOCK_WAITING)
876                         wakeup(&fp->f_vnread_flags);
877                 fp->f_vnread_flags = 0;
878         }
879         mtx_unlock(mtxp);
880 }
881 #endif
882
883 void
884 foffset_lock_uio(struct file *fp, struct uio *uio, int flags)
885 {
886
887         if ((flags & FOF_OFFSET) == 0)
888                 uio->uio_offset = foffset_lock(fp, flags);
889 }
890
891 void
892 foffset_unlock_uio(struct file *fp, struct uio *uio, int flags)
893 {
894
895         if ((flags & FOF_OFFSET) == 0)
896                 foffset_unlock(fp, uio->uio_offset, flags);
897 }
898
899 static int
900 get_advice(struct file *fp, struct uio *uio)
901 {
902         struct mtx *mtxp;
903         int ret;
904
905         ret = POSIX_FADV_NORMAL;
906         if (fp->f_advice == NULL || fp->f_vnode->v_type != VREG)
907                 return (ret);
908
909         mtxp = mtx_pool_find(mtxpool_sleep, fp);
910         mtx_lock(mtxp);
911         if (fp->f_advice != NULL &&
912             uio->uio_offset >= fp->f_advice->fa_start &&
913             uio->uio_offset + uio->uio_resid <= fp->f_advice->fa_end)
914                 ret = fp->f_advice->fa_advice;
915         mtx_unlock(mtxp);
916         return (ret);
917 }
918
919 static int
920 get_write_ioflag(struct file *fp)
921 {
922         int ioflag;
923         struct mount *mp;
924         struct vnode *vp;
925
926         ioflag = 0;
927         vp = fp->f_vnode;
928         mp = atomic_load_ptr(&vp->v_mount);
929
930         if ((fp->f_flag & O_DIRECT) != 0)
931                 ioflag |= IO_DIRECT;
932
933         if ((fp->f_flag & O_FSYNC) != 0 ||
934             (mp != NULL && (mp->mnt_flag & MNT_SYNCHRONOUS) != 0))
935                 ioflag |= IO_SYNC;
936
937         /*
938          * For O_DSYNC we set both IO_SYNC and IO_DATASYNC, so that VOP_WRITE()
939          * or VOP_DEALLOCATE() implementations that don't understand IO_DATASYNC
940          * fall back to full O_SYNC behavior.
941          */
942         if ((fp->f_flag & O_DSYNC) != 0)
943                 ioflag |= IO_SYNC | IO_DATASYNC;
944
945         return (ioflag);
946 }
947
948 int
949 vn_read_from_obj(struct vnode *vp, struct uio *uio)
950 {
951         vm_object_t obj;
952         vm_page_t ma[io_hold_cnt + 2];
953         off_t off, vsz;
954         ssize_t resid;
955         int error, i, j;
956
957         MPASS(uio->uio_resid <= ptoa(io_hold_cnt + 2));
958         obj = atomic_load_ptr(&vp->v_object);
959         if (obj == NULL)
960                 return (EJUSTRETURN);
961
962         /*
963          * Depends on type stability of vm_objects.
964          */
965         vm_object_pip_add(obj, 1);
966         if ((obj->flags & OBJ_DEAD) != 0) {
967                 /*
968                  * Note that object might be already reused from the
969                  * vnode, and the OBJ_DEAD flag cleared.  This is fine,
970                  * we recheck for DOOMED vnode state after all pages
971                  * are busied, and retract then.
972                  *
973                  * But we check for OBJ_DEAD to ensure that we do not
974                  * busy pages while vm_object_terminate_pages()
975                  * processes the queue.
976                  */
977                 error = EJUSTRETURN;
978                 goto out_pip;
979         }
980
981         resid = uio->uio_resid;
982         off = uio->uio_offset;
983         for (i = 0; resid > 0; i++) {
984                 MPASS(i < io_hold_cnt + 2);
985                 ma[i] = vm_page_grab_unlocked(obj, atop(off),
986                     VM_ALLOC_NOCREAT | VM_ALLOC_SBUSY | VM_ALLOC_IGN_SBUSY |
987                     VM_ALLOC_NOWAIT);
988                 if (ma[i] == NULL)
989                         break;
990
991                 /*
992                  * Skip invalid pages.  Valid mask can be partial only
993                  * at EOF, and we clip later.
994                  */
995                 if (vm_page_none_valid(ma[i])) {
996                         vm_page_sunbusy(ma[i]);
997                         break;
998                 }
999
1000                 resid -= PAGE_SIZE;
1001                 off += PAGE_SIZE;
1002         }
1003         if (i == 0) {
1004                 error = EJUSTRETURN;
1005                 goto out_pip;
1006         }
1007
1008         /*
1009          * Check VIRF_DOOMED after we busied our pages.  Since
1010          * vgonel() terminates the vnode' vm_object, it cannot
1011          * process past pages busied by us.
1012          */
1013         if (VN_IS_DOOMED(vp)) {
1014                 error = EJUSTRETURN;
1015                 goto out;
1016         }
1017
1018         resid = PAGE_SIZE - (uio->uio_offset & PAGE_MASK) + ptoa(i - 1);
1019         if (resid > uio->uio_resid)
1020                 resid = uio->uio_resid;
1021
1022         /*
1023          * Unlocked read of vnp_size is safe because truncation cannot
1024          * pass busied page.  But we load vnp_size into a local
1025          * variable so that possible concurrent extension does not
1026          * break calculation.
1027          */
1028 #if defined(__powerpc__) && !defined(__powerpc64__)
1029         vsz = obj->un_pager.vnp.vnp_size;
1030 #else
1031         vsz = atomic_load_64(&obj->un_pager.vnp.vnp_size);
1032 #endif
1033         if (uio->uio_offset >= vsz) {
1034                 error = EJUSTRETURN;
1035                 goto out;
1036         }
1037         if (uio->uio_offset + resid > vsz)
1038                 resid = vsz - uio->uio_offset;
1039
1040         error = vn_io_fault_pgmove(ma, uio->uio_offset & PAGE_MASK, resid, uio);
1041
1042 out:
1043         for (j = 0; j < i; j++) {
1044                 if (error == 0)
1045                         vm_page_reference(ma[j]);
1046                 vm_page_sunbusy(ma[j]);
1047         }
1048 out_pip:
1049         vm_object_pip_wakeup(obj);
1050         if (error != 0)
1051                 return (error);
1052         return (uio->uio_resid == 0 ? 0 : EJUSTRETURN);
1053 }
1054
1055 /*
1056  * File table vnode read routine.
1057  */
1058 static int
1059 vn_read(struct file *fp, struct uio *uio, struct ucred *active_cred, int flags,
1060     struct thread *td)
1061 {
1062         struct vnode *vp;
1063         off_t orig_offset;
1064         int error, ioflag;
1065         int advice;
1066
1067         KASSERT(uio->uio_td == td, ("uio_td %p is not td %p",
1068             uio->uio_td, td));
1069         KASSERT(flags & FOF_OFFSET, ("No FOF_OFFSET"));
1070         vp = fp->f_vnode;
1071         ioflag = 0;
1072         if (fp->f_flag & FNONBLOCK)
1073                 ioflag |= IO_NDELAY;
1074         if (fp->f_flag & O_DIRECT)
1075                 ioflag |= IO_DIRECT;
1076
1077         /*
1078          * Try to read from page cache.  VIRF_DOOMED check is racy but
1079          * allows us to avoid unneeded work outright.
1080          */
1081         if (vn_io_pgcache_read_enable && !mac_vnode_check_read_enabled() &&
1082             (vn_irflag_read(vp) & (VIRF_DOOMED | VIRF_PGREAD)) == VIRF_PGREAD) {
1083                 error = VOP_READ_PGCACHE(vp, uio, ioflag, fp->f_cred);
1084                 if (error == 0) {
1085                         fp->f_nextoff[UIO_READ] = uio->uio_offset;
1086                         return (0);
1087                 }
1088                 if (error != EJUSTRETURN)
1089                         return (error);
1090         }
1091
1092         advice = get_advice(fp, uio);
1093         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
1094
1095         switch (advice) {
1096         case POSIX_FADV_NORMAL:
1097         case POSIX_FADV_SEQUENTIAL:
1098         case POSIX_FADV_NOREUSE:
1099                 ioflag |= sequential_heuristic(uio, fp);
1100                 break;
1101         case POSIX_FADV_RANDOM:
1102                 /* Disable read-ahead for random I/O. */
1103                 break;
1104         }
1105         orig_offset = uio->uio_offset;
1106
1107 #ifdef MAC
1108         error = mac_vnode_check_read(active_cred, fp->f_cred, vp);
1109         if (error == 0)
1110 #endif
1111                 error = VOP_READ(vp, uio, ioflag, fp->f_cred);
1112         fp->f_nextoff[UIO_READ] = uio->uio_offset;
1113         VOP_UNLOCK(vp);
1114         if (error == 0 && advice == POSIX_FADV_NOREUSE &&
1115             orig_offset != uio->uio_offset)
1116                 /*
1117                  * Use POSIX_FADV_DONTNEED to flush pages and buffers
1118                  * for the backing file after a POSIX_FADV_NOREUSE
1119                  * read(2).
1120                  */
1121                 error = VOP_ADVISE(vp, orig_offset, uio->uio_offset - 1,
1122                     POSIX_FADV_DONTNEED);
1123         return (error);
1124 }
1125
1126 /*
1127  * File table vnode write routine.
1128  */
1129 static int
1130 vn_write(struct file *fp, struct uio *uio, struct ucred *active_cred, int flags,
1131     struct thread *td)
1132 {
1133         struct vnode *vp;
1134         struct mount *mp;
1135         off_t orig_offset;
1136         int error, ioflag;
1137         int advice;
1138         bool need_finished_write;
1139
1140         KASSERT(uio->uio_td == td, ("uio_td %p is not td %p",
1141             uio->uio_td, td));
1142         KASSERT(flags & FOF_OFFSET, ("No FOF_OFFSET"));
1143         vp = fp->f_vnode;
1144         if (vp->v_type == VREG)
1145                 bwillwrite();
1146         ioflag = IO_UNIT;
1147         if (vp->v_type == VREG && (fp->f_flag & O_APPEND) != 0)
1148                 ioflag |= IO_APPEND;
1149         if ((fp->f_flag & FNONBLOCK) != 0)
1150                 ioflag |= IO_NDELAY;
1151         ioflag |= get_write_ioflag(fp);
1152
1153         mp = NULL;
1154         need_finished_write = false;
1155         if (vp->v_type != VCHR) {
1156                 error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH);
1157                 if (error != 0)
1158                         goto unlock;
1159                 need_finished_write = true;
1160         }
1161
1162         advice = get_advice(fp, uio);
1163
1164         vn_lock(vp, vn_lktype_write(mp, vp) | LK_RETRY);
1165         switch (advice) {
1166         case POSIX_FADV_NORMAL:
1167         case POSIX_FADV_SEQUENTIAL:
1168         case POSIX_FADV_NOREUSE:
1169                 ioflag |= sequential_heuristic(uio, fp);
1170                 break;
1171         case POSIX_FADV_RANDOM:
1172                 /* XXX: Is this correct? */
1173                 break;
1174         }
1175         orig_offset = uio->uio_offset;
1176
1177 #ifdef MAC
1178         error = mac_vnode_check_write(active_cred, fp->f_cred, vp);
1179         if (error == 0)
1180 #endif
1181                 error = VOP_WRITE(vp, uio, ioflag, fp->f_cred);
1182         fp->f_nextoff[UIO_WRITE] = uio->uio_offset;
1183         VOP_UNLOCK(vp);
1184         if (need_finished_write)
1185                 vn_finished_write(mp);
1186         if (error == 0 && advice == POSIX_FADV_NOREUSE &&
1187             orig_offset != uio->uio_offset)
1188                 /*
1189                  * Use POSIX_FADV_DONTNEED to flush pages and buffers
1190                  * for the backing file after a POSIX_FADV_NOREUSE
1191                  * write(2).
1192                  */
1193                 error = VOP_ADVISE(vp, orig_offset, uio->uio_offset - 1,
1194                     POSIX_FADV_DONTNEED);
1195 unlock:
1196         return (error);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * The vn_io_fault() is a wrapper around vn_read() and vn_write() to
1201  * prevent the following deadlock:
1202  *
1203  * Assume that the thread A reads from the vnode vp1 into userspace
1204  * buffer buf1 backed by the pages of vnode vp2.  If a page in buf1 is
1205  * currently not resident, then system ends up with the call chain
1206  *   vn_read() -> VOP_READ(vp1) -> uiomove() -> [Page Fault] ->
1207  *     vm_fault(buf1) -> vnode_pager_getpages(vp2) -> VOP_GETPAGES(vp2)
1208  * which establishes lock order vp1->vn_lock, then vp2->vn_lock.
1209  * If, at the same time, thread B reads from vnode vp2 into buffer buf2
1210  * backed by the pages of vnode vp1, and some page in buf2 is not
1211  * resident, we get a reversed order vp2->vn_lock, then vp1->vn_lock.
1212  *
1213  * To prevent the lock order reversal and deadlock, vn_io_fault() does
1214  * not allow page faults to happen during VOP_READ() or VOP_WRITE().
1215  * Instead, it first tries to do the whole range i/o with pagefaults
1216  * disabled. If all pages in the i/o buffer are resident and mapped,
1217  * VOP will succeed (ignoring the genuine filesystem errors).
1218  * Otherwise, we get back EFAULT, and vn_io_fault() falls back to do
1219  * i/o in chunks, with all pages in the chunk prefaulted and held
1220  * using vm_fault_quick_hold_pages().
1221  *
1222  * Filesystems using this deadlock avoidance scheme should use the
1223  * array of the held pages from uio, saved in the curthread->td_ma,
1224  * instead of doing uiomove().  A helper function
1225  * vn_io_fault_uiomove() converts uiomove request into
1226  * uiomove_fromphys() over td_ma array.
1227  *
1228  * Since vnode locks do not cover the whole i/o anymore, rangelocks
1229  * make the current i/o request atomic with respect to other i/os and
1230  * truncations.
1231  */
1232
1233 /*
1234  * Decode vn_io_fault_args and perform the corresponding i/o.
1235  */
1236 static int
1237 vn_io_fault_doio(struct vn_io_fault_args *args, struct uio *uio,
1238     struct thread *td)
1239 {
1240         int error, save;
1241
1242         error = 0;
1243         save = vm_fault_disable_pagefaults();
1244         switch (args->kind) {
1245         case VN_IO_FAULT_FOP:
1246                 error = (args->args.fop_args.doio)(args->args.fop_args.fp,
1247                     uio, args->cred, args->flags, td);
1248                 break;
1249         case VN_IO_FAULT_VOP:
1250                 if (uio->uio_rw == UIO_READ) {
1251                         error = VOP_READ(args->args.vop_args.vp, uio,
1252                             args->flags, args->cred);
1253                 } else if (uio->uio_rw == UIO_WRITE) {
1254                         error = VOP_WRITE(args->args.vop_args.vp, uio,
1255                             args->flags, args->cred);
1256                 }
1257                 break;
1258         default:
1259                 panic("vn_io_fault_doio: unknown kind of io %d %d",
1260                     args->kind, uio->uio_rw);
1261         }
1262         vm_fault_enable_pagefaults(save);
1263         return (error);
1264 }
1265
1266 static int
1267 vn_io_fault_touch(char *base, const struct uio *uio)
1268 {
1269         int r;
1270
1271         r = fubyte(base);
1272         if (r == -1 || (uio->uio_rw == UIO_READ && subyte(base, r) == -1))
1273                 return (EFAULT);
1274         return (0);
1275 }
1276
1277 static int
1278 vn_io_fault_prefault_user(const struct uio *uio)
1279 {
1280         char *base;
1281         const struct iovec *iov;
1282         size_t len;
1283         ssize_t resid;
1284         int error, i;
1285
1286         KASSERT(uio->uio_segflg == UIO_USERSPACE,
1287             ("vn_io_fault_prefault userspace"));
1288
1289         error = i = 0;
1290         iov = uio->uio_iov;
1291         resid = uio->uio_resid;
1292         base = iov->iov_base;
1293         len = iov->iov_len;
1294         while (resid > 0) {
1295                 error = vn_io_fault_touch(base, uio);
1296                 if (error != 0)
1297                         break;
1298                 if (len < PAGE_SIZE) {
1299                         if (len != 0) {
1300                                 error = vn_io_fault_touch(base + len - 1, uio);
1301                                 if (error != 0)
1302                                         break;
1303                                 resid -= len;
1304                         }
1305                         if (++i >= uio->uio_iovcnt)
1306                                 break;
1307                         iov = uio->uio_iov + i;
1308                         base = iov->iov_base;
1309                         len = iov->iov_len;
1310                 } else {
1311                         len -= PAGE_SIZE;
1312                         base += PAGE_SIZE;
1313                         resid -= PAGE_SIZE;
1314                 }
1315         }
1316         return (error);
1317 }
1318
1319 /*
1320  * Common code for vn_io_fault(), agnostic to the kind of i/o request.
1321  * Uses vn_io_fault_doio() to make the call to an actual i/o function.
1322  * Used from vn_rdwr() and vn_io_fault(), which encode the i/o request
1323  * into args and call vn_io_fault1() to handle faults during the user
1324  * mode buffer accesses.
1325  */
1326 static int
1327 vn_io_fault1(struct vnode *vp, struct uio *uio, struct vn_io_fault_args *args,
1328     struct thread *td)
1329 {
1330         vm_page_t ma[io_hold_cnt + 2];
1331         struct uio *uio_clone, short_uio;
1332         struct iovec short_iovec[1];
1333         vm_page_t *prev_td_ma;
1334         vm_prot_t prot;
1335         vm_offset_t addr, end;
1336         size_t len, resid;
1337         ssize_t adv;
1338         int error, cnt, saveheld, prev_td_ma_cnt;
1339
1340         if (vn_io_fault_prefault) {
1341                 error = vn_io_fault_prefault_user(uio);
1342                 if (error != 0)
1343                         return (error); /* Or ignore ? */
1344         }
1345
1346         prot = uio->uio_rw == UIO_READ ? VM_PROT_WRITE : VM_PROT_READ;
1347
1348         /*
1349          * The UFS follows IO_UNIT directive and replays back both
1350          * uio_offset and uio_resid if an error is encountered during the
1351          * operation.  But, since the iovec may be already advanced,
1352          * uio is still in an inconsistent state.
1353          *
1354          * Cache a copy of the original uio, which is advanced to the redo
1355          * point using UIO_NOCOPY below.
1356          */
1357         uio_clone = cloneuio(uio);
1358         resid = uio->uio_resid;
1359
1360         short_uio.uio_segflg = UIO_USERSPACE;
1361         short_uio.uio_rw = uio->uio_rw;
1362         short_uio.uio_td = uio->uio_td;
1363
1364         error = vn_io_fault_doio(args, uio, td);
1365         if (error != EFAULT)
1366                 goto out;
1367
1368         atomic_add_long(&vn_io_faults_cnt, 1);
1369         uio_clone->uio_segflg = UIO_NOCOPY;
1370         uiomove(NULL, resid - uio->uio_resid, uio_clone);
1371         uio_clone->uio_segflg = uio->uio_segflg;
1372
1373         saveheld = curthread_pflags_set(TDP_UIOHELD);
1374         prev_td_ma = td->td_ma;
1375         prev_td_ma_cnt = td->td_ma_cnt;
1376
1377         while (uio_clone->uio_resid != 0) {
1378                 len = uio_clone->uio_iov->iov_len;
1379                 if (len == 0) {
1380                         KASSERT(uio_clone->uio_iovcnt >= 1,
1381                             ("iovcnt underflow"));
1382                         uio_clone->uio_iov++;
1383                         uio_clone->uio_iovcnt--;
1384                         continue;
1385                 }
1386                 if (len > ptoa(io_hold_cnt))
1387                         len = ptoa(io_hold_cnt);
1388                 addr = (uintptr_t)uio_clone->uio_iov->iov_base;
1389                 end = round_page(addr + len);
1390                 if (end < addr) {
1391                         error = EFAULT;
1392                         break;
1393                 }
1394                 cnt = atop(end - trunc_page(addr));
1395                 /*
1396                  * A perfectly misaligned address and length could cause
1397                  * both the start and the end of the chunk to use partial
1398                  * page.  +2 accounts for such a situation.
1399                  */
1400                 cnt = vm_fault_quick_hold_pages(&td->td_proc->p_vmspace->vm_map,
1401                     addr, len, prot, ma, io_hold_cnt + 2);
1402                 if (cnt == -1) {
1403                         error = EFAULT;
1404                         break;
1405                 }
1406                 short_uio.uio_iov = &short_iovec[0];
1407                 short_iovec[0].iov_base = (void *)addr;
1408                 short_uio.uio_iovcnt = 1;
1409                 short_uio.uio_resid = short_iovec[0].iov_len = len;
1410                 short_uio.uio_offset = uio_clone->uio_offset;
1411                 td->td_ma = ma;
1412                 td->td_ma_cnt = cnt;
1413
1414                 error = vn_io_fault_doio(args, &short_uio, td);
1415                 vm_page_unhold_pages(ma, cnt);
1416                 adv = len - short_uio.uio_resid;
1417
1418                 uio_clone->uio_iov->iov_base =
1419                     (char *)uio_clone->uio_iov->iov_base + adv;
1420                 uio_clone->uio_iov->iov_len -= adv;
1421                 uio_clone->uio_resid -= adv;
1422                 uio_clone->uio_offset += adv;
1423
1424                 uio->uio_resid -= adv;
1425                 uio->uio_offset += adv;
1426
1427                 if (error != 0 || adv == 0)
1428                         break;
1429         }
1430         td->td_ma = prev_td_ma;
1431         td->td_ma_cnt = prev_td_ma_cnt;
1432         curthread_pflags_restore(saveheld);
1433 out:
1434         free(uio_clone, M_IOV);
1435         return (error);
1436 }
1437
1438 static int
1439 vn_io_fault(struct file *fp, struct uio *uio, struct ucred *active_cred,
1440     int flags, struct thread *td)
1441 {
1442         fo_rdwr_t *doio;
1443         struct vnode *vp;
1444         void *rl_cookie;
1445         struct vn_io_fault_args args;
1446         int error;
1447
1448         doio = uio->uio_rw == UIO_READ ? vn_read : vn_write;
1449         vp = fp->f_vnode;
1450
1451         /*
1452          * The ability to read(2) on a directory has historically been
1453          * allowed for all users, but this can and has been the source of
1454          * at least one security issue in the past.  As such, it is now hidden
1455          * away behind a sysctl for those that actually need it to use it, and
1456          * restricted to root when it's turned on to make it relatively safe to
1457          * leave on for longer sessions of need.
1458          */
1459         if (vp->v_type == VDIR) {
1460                 KASSERT(uio->uio_rw == UIO_READ,
1461                     ("illegal write attempted on a directory"));
1462                 if (!vfs_allow_read_dir)
1463                         return (EISDIR);
1464                 if ((error = priv_check(td, PRIV_VFS_READ_DIR)) != 0)
1465                         return (EISDIR);
1466         }
1467
1468         foffset_lock_uio(fp, uio, flags);
1469         if (do_vn_io_fault(vp, uio)) {
1470                 args.kind = VN_IO_FAULT_FOP;
1471                 args.args.fop_args.fp = fp;
1472                 args.args.fop_args.doio = doio;
1473                 args.cred = active_cred;
1474                 args.flags = flags | FOF_OFFSET;
1475                 if (uio->uio_rw == UIO_READ) {
1476                         rl_cookie = vn_rangelock_rlock(vp, uio->uio_offset,
1477                             uio->uio_offset + uio->uio_resid);
1478                 } else if ((fp->f_flag & O_APPEND) != 0 ||
1479                     (flags & FOF_OFFSET) == 0) {
1480                         /* For appenders, punt and lock the whole range. */
1481                         rl_cookie = vn_rangelock_wlock(vp, 0, OFF_MAX);
1482                 } else {
1483                         rl_cookie = vn_rangelock_wlock(vp, uio->uio_offset,
1484                             uio->uio_offset + uio->uio_resid);
1485                 }
1486                 error = vn_io_fault1(vp, uio, &args, td);
1487                 vn_rangelock_unlock(vp, rl_cookie);
1488         } else {
1489                 error = doio(fp, uio, active_cred, flags | FOF_OFFSET, td);
1490         }
1491         foffset_unlock_uio(fp, uio, flags);
1492         return (error);
1493 }
1494
1495 /*
1496  * Helper function to perform the requested uiomove operation using
1497  * the held pages for io->uio_iov[0].iov_base buffer instead of
1498  * copyin/copyout.  Access to the pages with uiomove_fromphys()
1499  * instead of iov_base prevents page faults that could occur due to
1500  * pmap_collect() invalidating the mapping created by
1501  * vm_fault_quick_hold_pages(), or pageout daemon, page laundry or
1502  * object cleanup revoking the write access from page mappings.
1503  *
1504  * Filesystems specified MNTK_NO_IOPF shall use vn_io_fault_uiomove()
1505  * instead of plain uiomove().
1506  */
1507 int
1508 vn_io_fault_uiomove(char *data, int xfersize, struct uio *uio)
1509 {
1510         struct uio transp_uio;
1511         struct iovec transp_iov[1];
1512         struct thread *td;
1513         size_t adv;
1514         int error, pgadv;
1515
1516         td = curthread;
1517         if ((td->td_pflags & TDP_UIOHELD) == 0 ||
1518             uio->uio_segflg != UIO_USERSPACE)
1519                 return (uiomove(data, xfersize, uio));
1520
1521         KASSERT(uio->uio_iovcnt == 1, ("uio_iovcnt %d", uio->uio_iovcnt));
1522         transp_iov[0].iov_base = data;
1523         transp_uio.uio_iov = &transp_iov[0];
1524         transp_uio.uio_iovcnt = 1;
1525         if (xfersize > uio->uio_resid)
1526                 xfersize = uio->uio_resid;
1527         transp_uio.uio_resid = transp_iov[0].iov_len = xfersize;
1528         transp_uio.uio_offset = 0;
1529         transp_uio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1530         /*
1531          * Since transp_iov points to data, and td_ma page array
1532          * corresponds to original uio->uio_iov, we need to invert the
1533          * direction of the i/o operation as passed to
1534          * uiomove_fromphys().
1535          */
1536         switch (uio->uio_rw) {
1537         case UIO_WRITE:
1538                 transp_uio.uio_rw = UIO_READ;
1539                 break;
1540         case UIO_READ:
1541                 transp_uio.uio_rw = UIO_WRITE;
1542                 break;
1543         }
1544         transp_uio.uio_td = uio->uio_td;
1545         error = uiomove_fromphys(td->td_ma,
1546             ((vm_offset_t)uio->uio_iov->iov_base) & PAGE_MASK,
1547             xfersize, &transp_uio);
1548         adv = xfersize - transp_uio.uio_resid;
1549         pgadv =
1550             (((vm_offset_t)uio->uio_iov->iov_base + adv) >> PAGE_SHIFT) -
1551             (((vm_offset_t)uio->uio_iov->iov_base) >> PAGE_SHIFT);
1552         td->td_ma += pgadv;
1553         KASSERT(td->td_ma_cnt >= pgadv, ("consumed pages %d %d", td->td_ma_cnt,
1554             pgadv));
1555         td->td_ma_cnt -= pgadv;
1556         uio->uio_iov->iov_base = (char *)uio->uio_iov->iov_base + adv;
1557         uio->uio_iov->iov_len -= adv;
1558         uio->uio_resid -= adv;
1559         uio->uio_offset += adv;
1560         return (error);
1561 }
1562
1563 int
1564 vn_io_fault_pgmove(vm_page_t ma[], vm_offset_t offset, int xfersize,
1565     struct uio *uio)
1566 {
1567         struct thread *td;
1568         vm_offset_t iov_base;
1569         int cnt, pgadv;
1570
1571         td = curthread;
1572         if ((td->td_pflags & TDP_UIOHELD) == 0 ||
1573             uio->uio_segflg != UIO_USERSPACE)
1574                 return (uiomove_fromphys(ma, offset, xfersize, uio));
1575
1576         KASSERT(uio->uio_iovcnt == 1, ("uio_iovcnt %d", uio->uio_iovcnt));
1577         cnt = xfersize > uio->uio_resid ? uio->uio_resid : xfersize;
1578         iov_base = (vm_offset_t)uio->uio_iov->iov_base;
1579         switch (uio->uio_rw) {
1580         case UIO_WRITE:
1581                 pmap_copy_pages(td->td_ma, iov_base & PAGE_MASK, ma,
1582                     offset, cnt);
1583                 break;
1584         case UIO_READ:
1585                 pmap_copy_pages(ma, offset, td->td_ma, iov_base & PAGE_MASK,
1586                     cnt);
1587                 break;
1588         }
1589         pgadv = ((iov_base + cnt) >> PAGE_SHIFT) - (iov_base >> PAGE_SHIFT);
1590         td->td_ma += pgadv;
1591         KASSERT(td->td_ma_cnt >= pgadv, ("consumed pages %d %d", td->td_ma_cnt,
1592             pgadv));
1593         td->td_ma_cnt -= pgadv;
1594         uio->uio_iov->iov_base = (char *)(iov_base + cnt);
1595         uio->uio_iov->iov_len -= cnt;
1596         uio->uio_resid -= cnt;
1597         uio->uio_offset += cnt;
1598         return (0);
1599 }
1600
1601 /*
1602  * File table truncate routine.
1603  */
1604 static int
1605 vn_truncate(struct file *fp, off_t length, struct ucred *active_cred,
1606     struct thread *td)
1607 {
1608         struct mount *mp;
1609         struct vnode *vp;
1610         void *rl_cookie;
1611         int error;
1612
1613         vp = fp->f_vnode;
1614
1615 retry:
1616         /*
1617          * Lock the whole range for truncation.  Otherwise split i/o
1618          * might happen partly before and partly after the truncation.
1619          */
1620         rl_cookie = vn_rangelock_wlock(vp, 0, OFF_MAX);
1621         error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH);
1622         if (error)
1623                 goto out1;
1624         vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1625         AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
1626         if (vp->v_type == VDIR) {
1627                 error = EISDIR;
1628                 goto out;
1629         }
1630 #ifdef MAC
1631         error = mac_vnode_check_write(active_cred, fp->f_cred, vp);
1632         if (error)
1633                 goto out;
1634 #endif
1635         error = vn_truncate_locked(vp, length, (fp->f_flag & O_FSYNC) != 0,
1636             fp->f_cred);
1637 out:
1638         VOP_UNLOCK(vp);
1639         vn_finished_write(mp);
1640 out1:
1641         vn_rangelock_unlock(vp, rl_cookie);
1642         if (error == ERELOOKUP)
1643                 goto retry;
1644         return (error);
1645 }
1646
1647 /*
1648  * Truncate a file that is already locked.
1649  */
1650 int
1651 vn_truncate_locked(struct vnode *vp, off_t length, bool sync,
1652     struct ucred *cred)
1653 {
1654         struct vattr vattr;
1655         int error;
1656
1657         error = VOP_ADD_WRITECOUNT(vp, 1);
1658         if (error == 0) {
1659                 VATTR_NULL(&vattr);
1660                 vattr.va_size = length;
1661                 if (sync)
1662                         vattr.va_vaflags |= VA_SYNC;
1663                 error = VOP_SETATTR(vp, &vattr, cred);
1664                 VOP_ADD_WRITECOUNT_CHECKED(vp, -1);
1665         }
1666         return (error);
1667 }
1668
1669 /*
1670  * File table vnode stat routine.
1671  */
1672 int
1673 vn_statfile(struct file *fp, struct stat *sb, struct ucred *active_cred)
1674 {
1675         struct vnode *vp = fp->f_vnode;
1676         int error;
1677
1678         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
1679         error = VOP_STAT(vp, sb, active_cred, fp->f_cred);
1680         VOP_UNLOCK(vp);
1681
1682         return (error);
1683 }
1684
1685 /*
1686  * File table vnode ioctl routine.
1687  */
1688 static int
1689 vn_ioctl(struct file *fp, u_long com, void *data, struct ucred *active_cred,
1690     struct thread *td)
1691 {
1692         struct vattr vattr;
1693         struct vnode *vp;
1694         struct fiobmap2_arg *bmarg;
1695         int error;
1696
1697         vp = fp->f_vnode;
1698         switch (vp->v_type) {
1699         case VDIR:
1700         case VREG:
1701                 switch (com) {
1702                 case FIONREAD:
1703                         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
1704                         error = VOP_GETATTR(vp, &vattr, active_cred);
1705                         VOP_UNLOCK(vp);
1706                         if (error == 0)
1707                                 *(int *)data = vattr.va_size - fp->f_offset;
1708                         return (error);
1709                 case FIOBMAP2:
1710                         bmarg = (struct fiobmap2_arg *)data;
1711                         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
1712 #ifdef MAC
1713                         error = mac_vnode_check_read(active_cred, fp->f_cred,
1714                             vp);
1715                         if (error == 0)
1716 #endif
1717                                 error = VOP_BMAP(vp, bmarg->bn, NULL,
1718                                     &bmarg->bn, &bmarg->runp, &bmarg->runb);
1719                         VOP_UNLOCK(vp);
1720                         return (error);
1721                 case FIONBIO:
1722                 case FIOASYNC:
1723                         return (0);
1724                 default:
1725                         return (VOP_IOCTL(vp, com, data, fp->f_flag,
1726                             active_cred, td));
1727                 }
1728                 break;
1729         case VCHR:
1730                 return (VOP_IOCTL(vp, com, data, fp->f_flag,
1731                     active_cred, td));
1732         default:
1733                 return (ENOTTY);
1734         }
1735 }
1736
1737 /*
1738  * File table vnode poll routine.
1739  */
1740 static int
1741 vn_poll(struct file *fp, int events, struct ucred *active_cred,
1742     struct thread *td)
1743 {
1744         struct vnode *vp;
1745         int error;
1746
1747         vp = fp->f_vnode;
1748 #if defined(MAC) || defined(AUDIT)
1749         if (AUDITING_TD(td) || mac_vnode_check_poll_enabled()) {
1750                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
1751                 AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
1752                 error = mac_vnode_check_poll(active_cred, fp->f_cred, vp);
1753                 VOP_UNLOCK(vp);
1754                 if (error != 0)
1755                         return (error);
1756         }
1757 #endif
1758         error = VOP_POLL(vp, events, fp->f_cred, td);
1759         return (error);
1760 }
1761
1762 /*
1763  * Acquire the requested lock and then check for validity.  LK_RETRY
1764  * permits vn_lock to return doomed vnodes.
1765  */
1766 static int __noinline
1767 _vn_lock_fallback(struct vnode *vp, int flags, const char *file, int line,
1768     int error)
1769 {
1770
1771         KASSERT((flags & LK_RETRY) == 0 || error == 0,
1772             ("vn_lock: error %d incompatible with flags %#x", error, flags));
1773
1774         if (error == 0)
1775                 VNASSERT(VN_IS_DOOMED(vp), vp, ("vnode not doomed"));
1776
1777         if ((flags & LK_RETRY) == 0) {
1778                 if (error == 0) {
1779                         VOP_UNLOCK(vp);
1780                         error = ENOENT;
1781                 }
1782                 return (error);
1783         }
1784
1785         /*
1786          * LK_RETRY case.
1787          *
1788          * Nothing to do if we got the lock.
1789          */
1790         if (error == 0)
1791                 return (0);
1792
1793         /*
1794          * Interlock was dropped by the call in _vn_lock.
1795          */
1796         flags &= ~LK_INTERLOCK;
1797         do {
1798                 error = VOP_LOCK1(vp, flags, file, line);
1799         } while (error != 0);
1800         return (0);
1801 }
1802
1803 int
1804 _vn_lock(struct vnode *vp, int flags, const char *file, int line)
1805 {
1806         int error;
1807
1808         VNASSERT((flags & LK_TYPE_MASK) != 0, vp,
1809             ("vn_lock: no locktype (%d passed)", flags));
1810         VNPASS(vp->v_holdcnt > 0, vp);
1811         error = VOP_LOCK1(vp, flags, file, line);
1812         if (__predict_false(error != 0 || VN_IS_DOOMED(vp)))
1813                 return (_vn_lock_fallback(vp, flags, file, line, error));
1814         return (0);
1815 }
1816
1817 /*
1818  * File table vnode close routine.
1819  */
1820 static int
1821 vn_closefile(struct file *fp, struct thread *td)
1822 {
1823         struct vnode *vp;
1824         struct flock lf;
1825         int error;
1826         bool ref;
1827
1828         vp = fp->f_vnode;
1829         fp->f_ops = &badfileops;
1830         ref = (fp->f_flag & FHASLOCK) != 0;
1831
1832         error = vn_close1(vp, fp->f_flag, fp->f_cred, td, ref);
1833
1834         if (__predict_false(ref)) {
1835                 lf.l_whence = SEEK_SET;
1836                 lf.l_start = 0;
1837                 lf.l_len = 0;
1838                 lf.l_type = F_UNLCK;
1839                 (void) VOP_ADVLOCK(vp, fp, F_UNLCK, &lf, F_FLOCK);
1840                 vrele(vp);
1841         }
1842         return (error);
1843 }
1844
1845 /*
1846  * Preparing to start a filesystem write operation. If the operation is
1847  * permitted, then we bump the count of operations in progress and
1848  * proceed. If a suspend request is in progress, we wait until the
1849  * suspension is over, and then proceed.
1850  */
1851 static int
1852 vn_start_write_refed(struct mount *mp, int flags, bool mplocked)
1853 {
1854         struct mount_pcpu *mpcpu;
1855         int error, mflags;
1856
1857         if (__predict_true(!mplocked) && (flags & V_XSLEEP) == 0 &&
1858             vfs_op_thread_enter(mp, mpcpu)) {
1859                 MPASS((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND) == 0);
1860                 vfs_mp_count_add_pcpu(mpcpu, writeopcount, 1);
1861                 vfs_op_thread_exit(mp, mpcpu);
1862                 return (0);
1863         }
1864
1865         if (mplocked)
1866                 mtx_assert(MNT_MTX(mp), MA_OWNED);
1867         else
1868                 MNT_ILOCK(mp);
1869
1870         error = 0;
1871
1872         /*
1873          * Check on status of suspension.
1874          */
1875         if ((curthread->td_pflags & TDP_IGNSUSP) == 0 ||
1876             mp->mnt_susp_owner != curthread) {
1877                 mflags = ((mp->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_SBDRY) != 0 ?
1878                     (flags & PCATCH) : 0) | (PUSER - 1);
1879                 while ((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND) != 0) {
1880                         if (flags & V_NOWAIT) {
1881                                 error = EWOULDBLOCK;
1882                                 goto unlock;
1883                         }
1884                         error = msleep(&mp->mnt_flag, MNT_MTX(mp), mflags,
1885                             "suspfs", 0);
1886                         if (error)
1887                                 goto unlock;
1888                 }
1889         }
1890         if (flags & V_XSLEEP)
1891                 goto unlock;
1892         mp->mnt_writeopcount++;
1893 unlock:
1894         if (error != 0 || (flags & V_XSLEEP) != 0)
1895                 MNT_REL(mp);
1896         MNT_IUNLOCK(mp);
1897         return (error);
1898 }
1899
1900 int
1901 vn_start_write(struct vnode *vp, struct mount **mpp, int flags)
1902 {
1903         struct mount *mp;
1904         int error;
1905
1906         KASSERT((flags & V_MNTREF) == 0 || (*mpp != NULL && vp == NULL),
1907             ("V_MNTREF requires mp"));
1908
1909         error = 0;
1910         /*
1911          * If a vnode is provided, get and return the mount point that
1912          * to which it will write.
1913          */
1914         if (vp != NULL) {
1915                 if ((error = VOP_GETWRITEMOUNT(vp, mpp)) != 0) {
1916                         *mpp = NULL;
1917                         if (error != EOPNOTSUPP)
1918                                 return (error);
1919                         return (0);
1920                 }
1921         }
1922         if ((mp = *mpp) == NULL)
1923                 return (0);
1924
1925         /*
1926          * VOP_GETWRITEMOUNT() returns with the mp refcount held through
1927          * a vfs_ref().
1928          * As long as a vnode is not provided we need to acquire a
1929          * refcount for the provided mountpoint too, in order to
1930          * emulate a vfs_ref().
1931          */
1932         if (vp == NULL && (flags & V_MNTREF) == 0)
1933                 vfs_ref(mp);
1934
1935         return (vn_start_write_refed(mp, flags, false));
1936 }
1937
1938 /*
1939  * Secondary suspension. Used by operations such as vop_inactive
1940  * routines that are needed by the higher level functions. These
1941  * are allowed to proceed until all the higher level functions have
1942  * completed (indicated by mnt_writeopcount dropping to zero). At that
1943  * time, these operations are halted until the suspension is over.
1944  */
1945 int
1946 vn_start_secondary_write(struct vnode *vp, struct mount **mpp, int flags)
1947 {
1948         struct mount *mp;
1949         int error;
1950
1951         KASSERT((flags & V_MNTREF) == 0 || (*mpp != NULL && vp == NULL),
1952             ("V_MNTREF requires mp"));
1953
1954  retry:
1955         if (vp != NULL) {
1956                 if ((error = VOP_GETWRITEMOUNT(vp, mpp)) != 0) {
1957                         *mpp = NULL;
1958                         if (error != EOPNOTSUPP)
1959                                 return (error);
1960                         return (0);
1961                 }
1962         }
1963         /*
1964          * If we are not suspended or have not yet reached suspended
1965          * mode, then let the operation proceed.
1966          */
1967         if ((mp = *mpp) == NULL)
1968                 return (0);
1969
1970         /*
1971          * VOP_GETWRITEMOUNT() returns with the mp refcount held through
1972          * a vfs_ref().
1973          * As long as a vnode is not provided we need to acquire a
1974          * refcount for the provided mountpoint too, in order to
1975          * emulate a vfs_ref().
1976          */
1977         MNT_ILOCK(mp);
1978         if (vp == NULL && (flags & V_MNTREF) == 0)
1979                 MNT_REF(mp);
1980         if ((mp->mnt_kern_flag & (MNTK_SUSPENDED | MNTK_SUSPEND2)) == 0) {
1981                 mp->mnt_secondary_writes++;
1982                 mp->mnt_secondary_accwrites++;
1983                 MNT_IUNLOCK(mp);
1984                 return (0);
1985         }
1986         if (flags & V_NOWAIT) {
1987                 MNT_REL(mp);
1988                 MNT_IUNLOCK(mp);
1989                 return (EWOULDBLOCK);
1990         }
1991         /*
1992          * Wait for the suspension to finish.
1993          */
1994         error = msleep(&mp->mnt_flag, MNT_MTX(mp), (PUSER - 1) | PDROP |
1995             ((mp->mnt_vfc->vfc_flags & VFCF_SBDRY) != 0 ? (flags & PCATCH) : 0),
1996             "suspfs", 0);
1997         vfs_rel(mp);
1998         if (error == 0)
1999                 goto retry;
2000         return (error);
2001 }
2002
2003 /*
2004  * Filesystem write operation has completed. If we are suspending and this
2005  * operation is the last one, notify the suspender that the suspension is
2006  * now in effect.
2007  */
2008 void
2009 vn_finished_write(struct mount *mp)
2010 {
2011         struct mount_pcpu *mpcpu;
2012         int c;
2013
2014         if (mp == NULL)
2015                 return;
2016
2017         if (vfs_op_thread_enter(mp, mpcpu)) {
2018                 vfs_mp_count_sub_pcpu(mpcpu, writeopcount, 1);
2019                 vfs_mp_count_sub_pcpu(mpcpu, ref, 1);
2020                 vfs_op_thread_exit(mp, mpcpu);
2021                 return;
2022         }
2023
2024         MNT_ILOCK(mp);
2025         vfs_assert_mount_counters(mp);
2026         MNT_REL(mp);
2027         c = --mp->mnt_writeopcount;
2028         if (mp->mnt_vfs_ops == 0) {
2029                 MPASS((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND) == 0);
2030                 MNT_IUNLOCK(mp);
2031                 return;
2032         }
2033         if (c < 0)
2034                 vfs_dump_mount_counters(mp);
2035         if ((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND) != 0 && c == 0)
2036                 wakeup(&mp->mnt_writeopcount);
2037         MNT_IUNLOCK(mp);
2038 }
2039
2040 /*
2041  * Filesystem secondary write operation has completed. If we are
2042  * suspending and this operation is the last one, notify the suspender
2043  * that the suspension is now in effect.
2044  */
2045 void
2046 vn_finished_secondary_write(struct mount *mp)
2047 {
2048         if (mp == NULL)
2049                 return;
2050         MNT_ILOCK(mp);
2051         MNT_REL(mp);
2052         mp->mnt_secondary_writes--;
2053         if (mp->mnt_secondary_writes < 0)
2054                 panic("vn_finished_secondary_write: neg cnt");
2055         if ((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND) != 0 &&
2056             mp->mnt_secondary_writes <= 0)
2057                 wakeup(&mp->mnt_secondary_writes);
2058         MNT_IUNLOCK(mp);
2059 }
2060
2061 /*
2062  * Request a filesystem to suspend write operations.
2063  */
2064 int
2065 vfs_write_suspend(struct mount *mp, int flags)
2066 {
2067         int error;
2068
2069         vfs_op_enter(mp);
2070
2071         MNT_ILOCK(mp);
2072         vfs_assert_mount_counters(mp);
2073         if (mp->mnt_susp_owner == curthread) {
2074                 vfs_op_exit_locked(mp);
2075                 MNT_IUNLOCK(mp);
2076                 return (EALREADY);
2077         }
2078         while (mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND)
2079                 msleep(&mp->mnt_flag, MNT_MTX(mp), PUSER - 1, "wsuspfs", 0);
2080
2081         /*
2082          * Unmount holds a write reference on the mount point.  If we
2083          * own busy reference and drain for writers, we deadlock with
2084          * the reference draining in the unmount path.  Callers of
2085          * vfs_write_suspend() must specify VS_SKIP_UNMOUNT if
2086          * vfs_busy() reference is owned and caller is not in the
2087          * unmount context.
2088          */
2089         if ((flags & VS_SKIP_UNMOUNT) != 0 &&
2090             (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT) != 0) {
2091                 vfs_op_exit_locked(mp);
2092                 MNT_IUNLOCK(mp);
2093                 return (EBUSY);
2094         }
2095
2096         mp->mnt_kern_flag |= MNTK_SUSPEND;
2097         mp->mnt_susp_owner = curthread;
2098         if (mp->mnt_writeopcount > 0)
2099                 (void) msleep(&mp->mnt_writeopcount, 
2100                     MNT_MTX(mp), (PUSER - 1)|PDROP, "suspwt", 0);
2101         else
2102                 MNT_IUNLOCK(mp);
2103         if ((error = VFS_SYNC(mp, MNT_SUSPEND)) != 0) {
2104                 vfs_write_resume(mp, 0);
2105                 /* vfs_write_resume does vfs_op_exit() for us */
2106         }
2107         return (error);
2108 }
2109
2110 /*
2111  * Request a filesystem to resume write operations.
2112  */
2113 void
2114 vfs_write_resume(struct mount *mp, int flags)
2115 {
2116
2117         MNT_ILOCK(mp);
2118         if ((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPEND) != 0) {
2119                 KASSERT(mp->mnt_susp_owner == curthread, ("mnt_susp_owner"));
2120                 mp->mnt_kern_flag &= ~(MNTK_SUSPEND | MNTK_SUSPEND2 |
2121                                        MNTK_SUSPENDED);
2122                 mp->mnt_susp_owner = NULL;
2123                 wakeup(&mp->mnt_writeopcount);
2124                 wakeup(&mp->mnt_flag);
2125                 curthread->td_pflags &= ~TDP_IGNSUSP;
2126                 if ((flags & VR_START_WRITE) != 0) {
2127                         MNT_REF(mp);
2128                         mp->mnt_writeopcount++;
2129                 }
2130                 MNT_IUNLOCK(mp);
2131                 if ((flags & VR_NO_SUSPCLR) == 0)
2132                         VFS_SUSP_CLEAN(mp);
2133                 vfs_op_exit(mp);
2134         } else if ((flags & VR_START_WRITE) != 0) {
2135                 MNT_REF(mp);
2136                 vn_start_write_refed(mp, 0, true);
2137         } else {
2138                 MNT_IUNLOCK(mp);
2139         }
2140 }
2141
2142 /*
2143  * Helper loop around vfs_write_suspend() for filesystem unmount VFS
2144  * methods.
2145  */
2146 int
2147 vfs_write_suspend_umnt(struct mount *mp)
2148 {
2149         int error;
2150
2151         KASSERT((curthread->td_pflags & TDP_IGNSUSP) == 0,
2152             ("vfs_write_suspend_umnt: recursed"));
2153
2154         /* dounmount() already called vn_start_write(). */
2155         for (;;) {
2156                 vn_finished_write(mp);
2157                 error = vfs_write_suspend(mp, 0);
2158                 if (error != 0) {
2159                         vn_start_write(NULL, &mp, V_WAIT);
2160                         return (error);
2161                 }
2162                 MNT_ILOCK(mp);
2163                 if ((mp->mnt_kern_flag & MNTK_SUSPENDED) != 0)
2164                         break;
2165                 MNT_IUNLOCK(mp);
2166                 vn_start_write(NULL, &mp, V_WAIT);
2167         }
2168         mp->mnt_kern_flag &= ~(MNTK_SUSPENDED | MNTK_SUSPEND2);
2169         wakeup(&mp->mnt_flag);
2170         MNT_IUNLOCK(mp);
2171         curthread->td_pflags |= TDP_IGNSUSP;
2172         return (0);
2173 }
2174
2175 /*
2176  * Implement kqueues for files by translating it to vnode operation.
2177  */
2178 static int
2179 vn_kqfilter(struct file *fp, struct knote *kn)
2180 {
2181
2182         return (VOP_KQFILTER(fp->f_vnode, kn));
2183 }
2184
2185 int
2186 vn_kqfilter_opath(struct file *fp, struct knote *kn)
2187 {
2188         if ((fp->f_flag & FKQALLOWED) == 0)
2189                 return (EBADF);
2190         return (vn_kqfilter(fp, kn));
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Simplified in-kernel wrapper calls for extended attribute access.
2195  * Both calls pass in a NULL credential, authorizing as "kernel" access.
2196  * Set IO_NODELOCKED in ioflg if the vnode is already locked.
2197  */
2198 int
2199 vn_extattr_get(struct vnode *vp, int ioflg, int attrnamespace,
2200     const char *attrname, int *buflen, char *buf, struct thread *td)
2201 {
2202         struct uio      auio;
2203         struct iovec    iov;
2204         int     error;
2205
2206         iov.iov_len = *buflen;
2207         iov.iov_base = buf;
2208
2209         auio.uio_iov = &iov;
2210         auio.uio_iovcnt = 1;
2211         auio.uio_rw = UIO_READ;
2212         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
2213         auio.uio_td = td;
2214         auio.uio_offset = 0;
2215         auio.uio_resid = *buflen;
2216
2217         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0)
2218                 vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2219
2220         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "IO_NODELOCKED with no vp lock held");
2221
2222         /* authorize attribute retrieval as kernel */
2223         error = VOP_GETEXTATTR(vp, attrnamespace, attrname, &auio, NULL, NULL,
2224             td);
2225
2226         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0)
2227                 VOP_UNLOCK(vp);
2228
2229         if (error == 0) {
2230                 *buflen = *buflen - auio.uio_resid;
2231         }
2232
2233         return (error);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * XXX failure mode if partially written?
2238  */
2239 int
2240 vn_extattr_set(struct vnode *vp, int ioflg, int attrnamespace,
2241     const char *attrname, int buflen, char *buf, struct thread *td)
2242 {
2243         struct uio      auio;
2244         struct iovec    iov;
2245         struct mount    *mp;
2246         int     error;
2247
2248         iov.iov_len = buflen;
2249         iov.iov_base = buf;
2250
2251         auio.uio_iov = &iov;
2252         auio.uio_iovcnt = 1;
2253         auio.uio_rw = UIO_WRITE;
2254         auio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
2255         auio.uio_td = td;
2256         auio.uio_offset = 0;
2257         auio.uio_resid = buflen;
2258
2259         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0) {
2260                 if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT)) != 0)
2261                         return (error);
2262                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2263         }
2264
2265         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "IO_NODELOCKED with no vp lock held");
2266
2267         /* authorize attribute setting as kernel */
2268         error = VOP_SETEXTATTR(vp, attrnamespace, attrname, &auio, NULL, td);
2269
2270         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0) {
2271                 vn_finished_write(mp);
2272                 VOP_UNLOCK(vp);
2273         }
2274
2275         return (error);
2276 }
2277
2278 int
2279 vn_extattr_rm(struct vnode *vp, int ioflg, int attrnamespace,
2280     const char *attrname, struct thread *td)
2281 {
2282         struct mount    *mp;
2283         int     error;
2284
2285         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0) {
2286                 if ((error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT)) != 0)
2287                         return (error);
2288                 vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
2289         }
2290
2291         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "IO_NODELOCKED with no vp lock held");
2292
2293         /* authorize attribute removal as kernel */
2294         error = VOP_DELETEEXTATTR(vp, attrnamespace, attrname, NULL, td);
2295         if (error == EOPNOTSUPP)
2296                 error = VOP_SETEXTATTR(vp, attrnamespace, attrname, NULL,
2297                     NULL, td);
2298
2299         if ((ioflg & IO_NODELOCKED) == 0) {
2300                 vn_finished_write(mp);
2301                 VOP_UNLOCK(vp);
2302         }
2303
2304         return (error);
2305 }
2306
2307 static int
2308 vn_get_ino_alloc_vget(struct mount *mp, void *arg, int lkflags,
2309     struct vnode **rvp)
2310 {
2311
2312         return (VFS_VGET(mp, *(ino_t *)arg, lkflags, rvp));
2313 }
2314
2315 int
2316 vn_vget_ino(struct vnode *vp, ino_t ino, int lkflags, struct vnode **rvp)
2317 {
2318
2319         return (vn_vget_ino_gen(vp, vn_get_ino_alloc_vget, &ino,
2320             lkflags, rvp));
2321 }
2322
2323 int
2324 vn_vget_ino_gen(struct vnode *vp, vn_get_ino_t alloc, void *alloc_arg,
2325     int lkflags, struct vnode **rvp)
2326 {
2327         struct mount *mp;
2328         int ltype, error;
2329
2330         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_vget_ino_get");
2331         mp = vp->v_mount;
2332         ltype = VOP_ISLOCKED(vp);
2333         KASSERT(ltype == LK_EXCLUSIVE || ltype == LK_SHARED,
2334             ("vn_vget_ino: vp not locked"));
2335         error = vfs_busy(mp, MBF_NOWAIT);
2336         if (error != 0) {
2337                 vfs_ref(mp);
2338                 VOP_UNLOCK(vp);
2339                 error = vfs_busy(mp, 0);
2340                 vn_lock(vp, ltype | LK_RETRY);
2341                 vfs_rel(mp);
2342                 if (error != 0)
2343                         return (ENOENT);
2344                 if (VN_IS_DOOMED(vp)) {
2345                         vfs_unbusy(mp);
2346                         return (ENOENT);
2347                 }
2348         }
2349         VOP_UNLOCK(vp);
2350         error = alloc(mp, alloc_arg, lkflags, rvp);
2351         vfs_unbusy(mp);
2352         if (error != 0 || *rvp != vp)
2353                 vn_lock(vp, ltype | LK_RETRY);
2354         if (VN_IS_DOOMED(vp)) {
2355                 if (error == 0) {
2356                         if (*rvp == vp)
2357                                 vunref(vp);
2358                         else
2359                                 vput(*rvp);
2360                 }
2361                 error = ENOENT;
2362         }
2363         return (error);
2364 }
2365
2366 int
2367 vn_rlimit_fsize(const struct vnode *vp, const struct uio *uio,
2368     struct thread *td)
2369 {
2370         off_t lim;
2371         bool ktr_write;
2372
2373         if (td == NULL)
2374                 return (0);
2375
2376         /*
2377          * There are conditions where the limit is to be ignored.
2378          * However, since it is almost never reached, check it first.
2379          */
2380         ktr_write = (td->td_pflags & TDP_INKTRACE) != 0;
2381         lim = lim_cur(td, RLIMIT_FSIZE);
2382         if (__predict_false(ktr_write))
2383                 lim = td->td_ktr_io_lim;
2384         if (__predict_true((uoff_t)uio->uio_offset + uio->uio_resid <= lim))
2385                 return (0);
2386
2387         /*
2388          * The limit is reached.
2389          */
2390         if (vp->v_type != VREG ||
2391             (td->td_pflags2 & TDP2_ACCT) != 0)
2392                 return (0);
2393
2394         if (!ktr_write || ktr_filesize_limit_signal) {
2395                 PROC_LOCK(td->td_proc);
2396                 kern_psignal(td->td_proc, SIGXFSZ);
2397                 PROC_UNLOCK(td->td_proc);
2398         }
2399         return (EFBIG);
2400 }
2401
2402 int
2403 vn_chmod(struct file *fp, mode_t mode, struct ucred *active_cred,
2404     struct thread *td)
2405 {
2406         struct vnode *vp;
2407
2408         vp = fp->f_vnode;
2409 #ifdef AUDIT
2410         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2411         AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
2412         VOP_UNLOCK(vp);
2413 #endif
2414         return (setfmode(td, active_cred, vp, mode));
2415 }
2416
2417 int
2418 vn_chown(struct file *fp, uid_t uid, gid_t gid, struct ucred *active_cred,
2419     struct thread *td)
2420 {
2421         struct vnode *vp;
2422
2423         vp = fp->f_vnode;
2424 #ifdef AUDIT
2425         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2426         AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
2427         VOP_UNLOCK(vp);
2428 #endif
2429         return (setfown(td, active_cred, vp, uid, gid));
2430 }
2431
2432 void
2433 vn_pages_remove(struct vnode *vp, vm_pindex_t start, vm_pindex_t end)
2434 {
2435         vm_object_t object;
2436
2437         if ((object = vp->v_object) == NULL)
2438                 return;
2439         VM_OBJECT_WLOCK(object);
2440         vm_object_page_remove(object, start, end, 0);
2441         VM_OBJECT_WUNLOCK(object);
2442 }
2443
2444 int
2445 vn_bmap_seekhole_locked(struct vnode *vp, u_long cmd, off_t *off,
2446     struct ucred *cred)
2447 {
2448         struct vattr va;
2449         daddr_t bn, bnp;
2450         uint64_t bsize;
2451         off_t noff;
2452         int error;
2453
2454         KASSERT(cmd == FIOSEEKHOLE || cmd == FIOSEEKDATA,
2455             ("%s: Wrong command %lu", __func__, cmd));
2456         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_bmap_seekhole_locked");
2457
2458         if (vp->v_type != VREG) {
2459                 error = ENOTTY;
2460                 goto out;
2461         }
2462         error = VOP_GETATTR(vp, &va, cred);
2463         if (error != 0)
2464                 goto out;
2465         noff = *off;
2466         if (noff >= va.va_size) {
2467                 error = ENXIO;
2468                 goto out;
2469         }
2470         bsize = vp->v_mount->mnt_stat.f_iosize;
2471         for (bn = noff / bsize; noff < va.va_size; bn++, noff += bsize -
2472             noff % bsize) {
2473                 error = VOP_BMAP(vp, bn, NULL, &bnp, NULL, NULL);
2474                 if (error == EOPNOTSUPP) {
2475                         error = ENOTTY;
2476                         goto out;
2477                 }
2478                 if ((bnp == -1 && cmd == FIOSEEKHOLE) ||
2479                     (bnp != -1 && cmd == FIOSEEKDATA)) {
2480                         noff = bn * bsize;
2481                         if (noff < *off)
2482                                 noff = *off;
2483                         goto out;
2484                 }
2485         }
2486         if (noff > va.va_size)
2487                 noff = va.va_size;
2488         /* noff == va.va_size. There is an implicit hole at the end of file. */
2489         if (cmd == FIOSEEKDATA)
2490                 error = ENXIO;
2491 out:
2492         if (error == 0)
2493                 *off = noff;
2494         return (error);
2495 }
2496
2497 int
2498 vn_bmap_seekhole(struct vnode *vp, u_long cmd, off_t *off, struct ucred *cred)
2499 {
2500         int error;
2501
2502         KASSERT(cmd == FIOSEEKHOLE || cmd == FIOSEEKDATA,
2503             ("%s: Wrong command %lu", __func__, cmd));
2504
2505         if (vn_lock(vp, LK_SHARED) != 0)
2506                 return (EBADF);
2507         error = vn_bmap_seekhole_locked(vp, cmd, off, cred);
2508         VOP_UNLOCK(vp);
2509         return (error);
2510 }
2511
2512 int
2513 vn_seek(struct file *fp, off_t offset, int whence, struct thread *td)
2514 {
2515         struct ucred *cred;
2516         struct vnode *vp;
2517         struct vattr vattr;
2518         off_t foffset, size;
2519         int error, noneg;
2520
2521         cred = td->td_ucred;
2522         vp = fp->f_vnode;
2523         foffset = foffset_lock(fp, 0);
2524         noneg = (vp->v_type != VCHR);
2525         error = 0;
2526         switch (whence) {
2527         case L_INCR:
2528                 if (noneg &&
2529                     (foffset < 0 ||
2530                     (offset > 0 && foffset > OFF_MAX - offset))) {
2531                         error = EOVERFLOW;
2532                         break;
2533                 }
2534                 offset += foffset;
2535                 break;
2536         case L_XTND:
2537                 vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2538                 error = VOP_GETATTR(vp, &vattr, cred);
2539                 VOP_UNLOCK(vp);
2540                 if (error)
2541                         break;
2542
2543                 /*
2544                  * If the file references a disk device, then fetch
2545                  * the media size and use that to determine the ending
2546                  * offset.
2547                  */
2548                 if (vattr.va_size == 0 && vp->v_type == VCHR &&
2549                     fo_ioctl(fp, DIOCGMEDIASIZE, &size, cred, td) == 0)
2550                         vattr.va_size = size;
2551                 if (noneg &&
2552                     (vattr.va_size > OFF_MAX ||
2553                     (offset > 0 && vattr.va_size > OFF_MAX - offset))) {
2554                         error = EOVERFLOW;
2555                         break;
2556                 }
2557                 offset += vattr.va_size;
2558                 break;
2559         case L_SET:
2560                 break;
2561         case SEEK_DATA:
2562                 error = fo_ioctl(fp, FIOSEEKDATA, &offset, cred, td);
2563                 if (error == ENOTTY)
2564                         error = EINVAL;
2565                 break;
2566         case SEEK_HOLE:
2567                 error = fo_ioctl(fp, FIOSEEKHOLE, &offset, cred, td);
2568                 if (error == ENOTTY)
2569                         error = EINVAL;
2570                 break;
2571         default:
2572                 error = EINVAL;
2573         }
2574         if (error == 0 && noneg && offset < 0)
2575                 error = EINVAL;
2576         if (error != 0)
2577                 goto drop;
2578         VFS_KNOTE_UNLOCKED(vp, 0);
2579         td->td_uretoff.tdu_off = offset;
2580 drop:
2581         foffset_unlock(fp, offset, error != 0 ? FOF_NOUPDATE : 0);
2582         return (error);
2583 }
2584
2585 int
2586 vn_utimes_perm(struct vnode *vp, struct vattr *vap, struct ucred *cred,
2587     struct thread *td)
2588 {
2589         int error;
2590
2591         /*
2592          * Grant permission if the caller is the owner of the file, or
2593          * the super-user, or has ACL_WRITE_ATTRIBUTES permission on
2594          * on the file.  If the time pointer is null, then write
2595          * permission on the file is also sufficient.
2596          *
2597          * From NFSv4.1, draft 21, 6.2.1.3.1, Discussion of Mask Attributes:
2598          * A user having ACL_WRITE_DATA or ACL_WRITE_ATTRIBUTES
2599          * will be allowed to set the times [..] to the current
2600          * server time.
2601          */
2602         error = VOP_ACCESSX(vp, VWRITE_ATTRIBUTES, cred, td);
2603         if (error != 0 && (vap->va_vaflags & VA_UTIMES_NULL) != 0)
2604                 error = VOP_ACCESS(vp, VWRITE, cred, td);
2605         return (error);
2606 }
2607
2608 int
2609 vn_fill_kinfo(struct file *fp, struct kinfo_file *kif, struct filedesc *fdp)
2610 {
2611         struct vnode *vp;
2612         int error;
2613
2614         if (fp->f_type == DTYPE_FIFO)
2615                 kif->kf_type = KF_TYPE_FIFO;
2616         else
2617                 kif->kf_type = KF_TYPE_VNODE;
2618         vp = fp->f_vnode;
2619         vref(vp);
2620         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
2621         error = vn_fill_kinfo_vnode(vp, kif);
2622         vrele(vp);
2623         FILEDESC_SLOCK(fdp);
2624         return (error);
2625 }
2626
2627 static inline void
2628 vn_fill_junk(struct kinfo_file *kif)
2629 {
2630         size_t len, olen;
2631
2632         /*
2633          * Simulate vn_fullpath returning changing values for a given
2634          * vp during e.g. coredump.
2635          */
2636         len = (arc4random() % (sizeof(kif->kf_path) - 2)) + 1;
2637         olen = strlen(kif->kf_path);
2638         if (len < olen)
2639                 strcpy(&kif->kf_path[len - 1], "$");
2640         else
2641                 for (; olen < len; olen++)
2642                         strcpy(&kif->kf_path[olen], "A");
2643 }
2644
2645 int
2646 vn_fill_kinfo_vnode(struct vnode *vp, struct kinfo_file *kif)
2647 {
2648         struct vattr va;
2649         char *fullpath, *freepath;
2650         int error;
2651
2652         kif->kf_un.kf_file.kf_file_type = vntype_to_kinfo(vp->v_type);
2653         freepath = NULL;
2654         fullpath = "-";
2655         error = vn_fullpath(vp, &fullpath, &freepath);
2656         if (error == 0) {
2657                 strlcpy(kif->kf_path, fullpath, sizeof(kif->kf_path));
2658         }
2659         if (freepath != NULL)
2660                 free(freepath, M_TEMP);
2661
2662         KFAIL_POINT_CODE(DEBUG_FP, fill_kinfo_vnode__random_path,
2663                 vn_fill_junk(kif);
2664         );
2665
2666         /*
2667          * Retrieve vnode attributes.
2668          */
2669         va.va_fsid = VNOVAL;
2670         va.va_rdev = NODEV;
2671         vn_lock(vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2672         error = VOP_GETATTR(vp, &va, curthread->td_ucred);
2673         VOP_UNLOCK(vp);
2674         if (error != 0)
2675                 return (error);
2676         if (va.va_fsid != VNOVAL)
2677                 kif->kf_un.kf_file.kf_file_fsid = va.va_fsid;
2678         else
2679                 kif->kf_un.kf_file.kf_file_fsid =
2680                     vp->v_mount->mnt_stat.f_fsid.val[0];
2681         kif->kf_un.kf_file.kf_file_fsid_freebsd11 =
2682             kif->kf_un.kf_file.kf_file_fsid; /* truncate */
2683         kif->kf_un.kf_file.kf_file_fileid = va.va_fileid;
2684         kif->kf_un.kf_file.kf_file_mode = MAKEIMODE(va.va_type, va.va_mode);
2685         kif->kf_un.kf_file.kf_file_size = va.va_size;
2686         kif->kf_un.kf_file.kf_file_rdev = va.va_rdev;
2687         kif->kf_un.kf_file.kf_file_rdev_freebsd11 =
2688             kif->kf_un.kf_file.kf_file_rdev; /* truncate */
2689         return (0);
2690 }
2691
2692 int
2693 vn_mmap(struct file *fp, vm_map_t map, vm_offset_t *addr, vm_size_t size,
2694     vm_prot_t prot, vm_prot_t cap_maxprot, int flags, vm_ooffset_t foff,
2695     struct thread *td)
2696 {
2697 #ifdef HWPMC_HOOKS
2698         struct pmckern_map_in pkm;
2699 #endif
2700         struct mount *mp;
2701         struct vnode *vp;
2702         vm_object_t object;
2703         vm_prot_t maxprot;
2704         boolean_t writecounted;
2705         int error;
2706
2707 #if defined(COMPAT_FREEBSD7) || defined(COMPAT_FREEBSD6) || \
2708     defined(COMPAT_FREEBSD5) || defined(COMPAT_FREEBSD4)
2709         /*
2710          * POSIX shared-memory objects are defined to have
2711          * kernel persistence, and are not defined to support
2712          * read(2)/write(2) -- or even open(2).  Thus, we can
2713          * use MAP_ASYNC to trade on-disk coherence for speed.
2714          * The shm_open(3) library routine turns on the FPOSIXSHM
2715          * flag to request this behavior.
2716          */
2717         if ((fp->f_flag & FPOSIXSHM) != 0)
2718                 flags |= MAP_NOSYNC;
2719 #endif
2720         vp = fp->f_vnode;
2721
2722         /*
2723          * Ensure that file and memory protections are
2724          * compatible.  Note that we only worry about
2725          * writability if mapping is shared; in this case,
2726          * current and max prot are dictated by the open file.
2727          * XXX use the vnode instead?  Problem is: what
2728          * credentials do we use for determination? What if
2729          * proc does a setuid?
2730          */
2731         mp = vp->v_mount;
2732         if (mp != NULL && (mp->mnt_flag & MNT_NOEXEC) != 0) {
2733                 maxprot = VM_PROT_NONE;
2734                 if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) != 0)
2735                         return (EACCES);
2736         } else
2737                 maxprot = VM_PROT_EXECUTE;
2738         if ((fp->f_flag & FREAD) != 0)
2739                 maxprot |= VM_PROT_READ;
2740         else if ((prot & VM_PROT_READ) != 0)
2741                 return (EACCES);
2742
2743         /*
2744          * If we are sharing potential changes via MAP_SHARED and we
2745          * are trying to get write permission although we opened it
2746          * without asking for it, bail out.
2747          */
2748         if ((flags & MAP_SHARED) != 0) {
2749                 if ((fp->f_flag & FWRITE) != 0)
2750                         maxprot |= VM_PROT_WRITE;
2751                 else if ((prot & VM_PROT_WRITE) != 0)
2752                         return (EACCES);
2753         } else {
2754                 maxprot |= VM_PROT_WRITE;
2755                 cap_maxprot |= VM_PROT_WRITE;
2756         }
2757         maxprot &= cap_maxprot;
2758
2759         /*
2760          * For regular files and shared memory, POSIX requires that
2761          * the value of foff be a legitimate offset within the data
2762          * object.  In particular, negative offsets are invalid.
2763          * Blocking negative offsets and overflows here avoids
2764          * possible wraparound or user-level access into reserved
2765          * ranges of the data object later.  In contrast, POSIX does
2766          * not dictate how offsets are used by device drivers, so in
2767          * the case of a device mapping a negative offset is passed
2768          * on.
2769          */
2770         if (
2771 #ifdef _LP64
2772             size > OFF_MAX ||
2773 #endif
2774             foff > OFF_MAX - size)
2775                 return (EINVAL);
2776
2777         writecounted = FALSE;
2778         error = vm_mmap_vnode(td, size, prot, &maxprot, &flags, vp,
2779             &foff, &object, &writecounted);
2780         if (error != 0)
2781                 return (error);
2782         error = vm_mmap_object(map, addr, size, prot, maxprot, flags, object,
2783             foff, writecounted, td);
2784         if (error != 0) {
2785                 /*
2786                  * If this mapping was accounted for in the vnode's
2787                  * writecount, then undo that now.
2788                  */
2789                 if (writecounted)
2790                         vm_pager_release_writecount(object, 0, size);
2791                 vm_object_deallocate(object);
2792         }
2793 #ifdef HWPMC_HOOKS
2794         /* Inform hwpmc(4) if an executable is being mapped. */
2795         if (PMC_HOOK_INSTALLED(PMC_FN_MMAP)) {
2796                 if ((prot & VM_PROT_EXECUTE) != 0 && error == 0) {
2797                         pkm.pm_file = vp;
2798                         pkm.pm_address = (uintptr_t) *addr;
2799                         PMC_CALL_HOOK_UNLOCKED(td, PMC_FN_MMAP, (void *) &pkm);
2800                 }
2801         }
2802 #endif
2803         return (error);
2804 }
2805
2806 void
2807 vn_fsid(struct vnode *vp, struct vattr *va)
2808 {
2809         fsid_t *f;
2810
2811         f = &vp->v_mount->mnt_stat.f_fsid;
2812         va->va_fsid = (uint32_t)f->val[1];
2813         va->va_fsid <<= sizeof(f->val[1]) * NBBY;
2814         va->va_fsid += (uint32_t)f->val[0];
2815 }
2816
2817 int
2818 vn_fsync_buf(struct vnode *vp, int waitfor)
2819 {
2820         struct buf *bp, *nbp;
2821         struct bufobj *bo;
2822         struct mount *mp;
2823         int error, maxretry;
2824
2825         error = 0;
2826         maxretry = 10000;     /* large, arbitrarily chosen */
2827         mp = NULL;
2828         if (vp->v_type == VCHR) {
2829                 VI_LOCK(vp);
2830                 mp = vp->v_rdev->si_mountpt;
2831                 VI_UNLOCK(vp);
2832         }
2833         bo = &vp->v_bufobj;
2834         BO_LOCK(bo);
2835 loop1:
2836         /*
2837          * MARK/SCAN initialization to avoid infinite loops.
2838          */
2839         TAILQ_FOREACH(bp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs) {
2840                 bp->b_vflags &= ~BV_SCANNED;
2841                 bp->b_error = 0;
2842         }
2843
2844         /*
2845          * Flush all dirty buffers associated with a vnode.
2846          */
2847 loop2:
2848         TAILQ_FOREACH_SAFE(bp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs, nbp) {
2849                 if ((bp->b_vflags & BV_SCANNED) != 0)
2850                         continue;
2851                 bp->b_vflags |= BV_SCANNED;
2852                 if (BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT, NULL)) {
2853                         if (waitfor != MNT_WAIT)
2854                                 continue;
2855                         if (BUF_LOCK(bp,
2856                             LK_EXCLUSIVE | LK_INTERLOCK | LK_SLEEPFAIL,
2857                             BO_LOCKPTR(bo)) != 0) {
2858                                 BO_LOCK(bo);
2859                                 goto loop1;
2860                         }
2861                         BO_LOCK(bo);
2862                 }
2863                 BO_UNLOCK(bo);
2864                 KASSERT(bp->b_bufobj == bo,
2865                     ("bp %p wrong b_bufobj %p should be %p",
2866                     bp, bp->b_bufobj, bo));
2867                 if ((bp->b_flags & B_DELWRI) == 0)
2868                         panic("fsync: not dirty");
2869                 if ((vp->v_object != NULL) && (bp->b_flags & B_CLUSTEROK)) {
2870                         vfs_bio_awrite(bp);
2871                 } else {
2872                         bremfree(bp);
2873                         bawrite(bp);
2874                 }
2875                 if (maxretry < 1000)
2876                         pause("dirty", hz < 1000 ? 1 : hz / 1000);
2877                 BO_LOCK(bo);
2878                 goto loop2;
2879         }
2880
2881         /*
2882          * If synchronous the caller expects us to completely resolve all
2883          * dirty buffers in the system.  Wait for in-progress I/O to
2884          * complete (which could include background bitmap writes), then
2885          * retry if dirty blocks still exist.
2886          */
2887         if (waitfor == MNT_WAIT) {
2888                 bufobj_wwait(bo, 0, 0);
2889                 if (bo->bo_dirty.bv_cnt > 0) {
2890                         /*
2891                          * If we are unable to write any of these buffers
2892                          * then we fail now rather than trying endlessly
2893                          * to write them out.
2894                          */
2895                         TAILQ_FOREACH(bp, &bo->bo_dirty.bv_hd, b_bobufs)
2896                                 if ((error = bp->b_error) != 0)
2897                                         break;
2898                         if ((mp != NULL && mp->mnt_secondary_writes > 0) ||
2899                             (error == 0 && --maxretry >= 0))
2900                                 goto loop1;
2901                         if (error == 0)
2902                                 error = EAGAIN;
2903                 }
2904         }
2905         BO_UNLOCK(bo);
2906         if (error != 0)
2907                 vn_printf(vp, "fsync: giving up on dirty (error = %d) ", error);
2908
2909         return (error);
2910 }
2911
2912 /*
2913  * Copies a byte range from invp to outvp.  Calls VOP_COPY_FILE_RANGE()
2914  * or vn_generic_copy_file_range() after rangelocking the byte ranges,
2915  * to do the actual copy.
2916  * vn_generic_copy_file_range() is factored out, so it can be called
2917  * from a VOP_COPY_FILE_RANGE() call as well, but handles vnodes from
2918  * different file systems.
2919  */
2920 int
2921 vn_copy_file_range(struct vnode *invp, off_t *inoffp, struct vnode *outvp,
2922     off_t *outoffp, size_t *lenp, unsigned int flags, struct ucred *incred,
2923     struct ucred *outcred, struct thread *fsize_td)
2924 {
2925         int error;
2926         size_t len;
2927         uint64_t uval;
2928
2929         len = *lenp;
2930         *lenp = 0;              /* For error returns. */
2931         error = 0;
2932
2933         /* Do some sanity checks on the arguments. */
2934         if (invp->v_type == VDIR || outvp->v_type == VDIR)
2935                 error = EISDIR;
2936         else if (*inoffp < 0 || *outoffp < 0 ||
2937             invp->v_type != VREG || outvp->v_type != VREG)
2938                 error = EINVAL;
2939         if (error != 0)
2940                 goto out;
2941
2942         /* Ensure offset + len does not wrap around. */
2943         uval = *inoffp;
2944         uval += len;
2945         if (uval > INT64_MAX)
2946                 len = INT64_MAX - *inoffp;
2947         uval = *outoffp;
2948         uval += len;
2949         if (uval > INT64_MAX)
2950                 len = INT64_MAX - *outoffp;
2951         if (len == 0)
2952                 goto out;
2953
2954         /*
2955          * If the two vnode are for the same file system, call
2956          * VOP_COPY_FILE_RANGE(), otherwise call vn_generic_copy_file_range()
2957          * which can handle copies across multiple file systems.
2958          */
2959         *lenp = len;
2960         if (invp->v_mount == outvp->v_mount)
2961                 error = VOP_COPY_FILE_RANGE(invp, inoffp, outvp, outoffp,
2962                     lenp, flags, incred, outcred, fsize_td);
2963         else
2964                 error = vn_generic_copy_file_range(invp, inoffp, outvp,
2965                     outoffp, lenp, flags, incred, outcred, fsize_td);
2966 out:
2967         return (error);
2968 }
2969
2970 /*
2971  * Test len bytes of data starting at dat for all bytes == 0.
2972  * Return true if all bytes are zero, false otherwise.
2973  * Expects dat to be well aligned.
2974  */
2975 static bool
2976 mem_iszero(void *dat, int len)
2977 {
2978         int i;
2979         const u_int *p;
2980         const char *cp;
2981
2982         for (p = dat; len > 0; len -= sizeof(*p), p++) {
2983                 if (len >= sizeof(*p)) {
2984                         if (*p != 0)
2985                                 return (false);
2986                 } else {
2987                         cp = (const char *)p;
2988                         for (i = 0; i < len; i++, cp++)
2989                                 if (*cp != '\0')
2990                                         return (false);
2991                 }
2992         }
2993         return (true);
2994 }
2995
2996 /*
2997  * Look for a hole in the output file and, if found, adjust *outoffp
2998  * and *xferp to skip past the hole.
2999  * *xferp is the entire hole length to be written and xfer2 is how many bytes
3000  * to be written as 0's upon return.
3001  */
3002 static off_t
3003 vn_skip_hole(struct vnode *outvp, off_t xfer2, off_t *outoffp, off_t *xferp,
3004     off_t *dataoffp, off_t *holeoffp, struct ucred *cred)
3005 {
3006         int error;
3007         off_t delta;
3008
3009         if (*holeoffp == 0 || *holeoffp <= *outoffp) {
3010                 *dataoffp = *outoffp;
3011                 error = VOP_IOCTL(outvp, FIOSEEKDATA, dataoffp, 0, cred,
3012                     curthread);
3013                 if (error == 0) {
3014                         *holeoffp = *dataoffp;
3015                         error = VOP_IOCTL(outvp, FIOSEEKHOLE, holeoffp, 0, cred,
3016                             curthread);
3017                 }
3018                 if (error != 0 || *holeoffp == *dataoffp) {
3019                         /*
3020                          * Since outvp is unlocked, it may be possible for
3021                          * another thread to do a truncate(), lseek(), write()
3022                          * creating a hole at startoff between the above
3023                          * VOP_IOCTL() calls, if the other thread does not do
3024                          * rangelocking.
3025                          * If that happens, *holeoffp == *dataoffp and finding
3026                          * the hole has failed, so disable vn_skip_hole().
3027                          */
3028                         *holeoffp = -1; /* Disable use of vn_skip_hole(). */
3029                         return (xfer2);
3030                 }
3031                 KASSERT(*dataoffp >= *outoffp,
3032                     ("vn_skip_hole: dataoff=%jd < outoff=%jd",
3033                     (intmax_t)*dataoffp, (intmax_t)*outoffp));
3034                 KASSERT(*holeoffp > *dataoffp,
3035                     ("vn_skip_hole: holeoff=%jd <= dataoff=%jd",
3036                     (intmax_t)*holeoffp, (intmax_t)*dataoffp));
3037         }
3038
3039         /*
3040          * If there is a hole before the data starts, advance *outoffp and
3041          * *xferp past the hole.
3042          */
3043         if (*dataoffp > *outoffp) {
3044                 delta = *dataoffp - *outoffp;
3045                 if (delta >= *xferp) {
3046                         /* Entire *xferp is a hole. */
3047                         *outoffp += *xferp;
3048                         *xferp = 0;
3049                         return (0);
3050                 }
3051                 *xferp -= delta;
3052                 *outoffp += delta;
3053                 xfer2 = MIN(xfer2, *xferp);
3054         }
3055
3056         /*
3057          * If a hole starts before the end of this xfer2, reduce this xfer2 so
3058          * that the write ends at the start of the hole.
3059          * *holeoffp should always be greater than *outoffp, but for the
3060          * non-INVARIANTS case, check this to make sure xfer2 remains a sane
3061          * value.
3062          */
3063         if (*holeoffp > *outoffp && *holeoffp < *outoffp + xfer2)
3064                 xfer2 = *holeoffp - *outoffp;
3065         return (xfer2);
3066 }
3067
3068 /*
3069  * Write an xfer sized chunk to outvp in blksize blocks from dat.
3070  * dat is a maximum of blksize in length and can be written repeatedly in
3071  * the chunk.
3072  * If growfile == true, just grow the file via vn_truncate_locked() instead
3073  * of doing actual writes.
3074  * If checkhole == true, a hole is being punched, so skip over any hole
3075  * already in the output file.
3076  */
3077 static int
3078 vn_write_outvp(struct vnode *outvp, char *dat, off_t outoff, off_t xfer,
3079     u_long blksize, bool growfile, bool checkhole, struct ucred *cred)
3080 {
3081         struct mount *mp;
3082         off_t dataoff, holeoff, xfer2;
3083         int error;
3084
3085         /*
3086          * Loop around doing writes of blksize until write has been completed.
3087          * Lock/unlock on each loop iteration so that a bwillwrite() can be
3088          * done for each iteration, since the xfer argument can be very
3089          * large if there is a large hole to punch in the output file.
3090          */
3091         error = 0;
3092         holeoff = 0;
3093         do {
3094                 xfer2 = MIN(xfer, blksize);
3095                 if (checkhole) {
3096                         /*
3097                          * Punching a hole.  Skip writing if there is
3098                          * already a hole in the output file.
3099                          */
3100                         xfer2 = vn_skip_hole(outvp, xfer2, &outoff, &xfer,
3101                             &dataoff, &holeoff, cred);
3102                         if (xfer == 0)
3103                                 break;
3104                         if (holeoff < 0)
3105                                 checkhole = false;
3106                         KASSERT(xfer2 > 0, ("vn_write_outvp: xfer2=%jd",
3107                             (intmax_t)xfer2));
3108                 }
3109                 bwillwrite();
3110                 mp = NULL;
3111                 error = vn_start_write(outvp, &mp, V_WAIT);
3112                 if (error != 0)
3113                         break;
3114                 if (growfile) {
3115                         error = vn_lock(outvp, LK_EXCLUSIVE);
3116                         if (error == 0) {
3117                                 error = vn_truncate_locked(outvp, outoff + xfer,
3118                                     false, cred);
3119                                 VOP_UNLOCK(outvp);
3120                         }
3121                 } else {
3122                         error = vn_lock(outvp, vn_lktype_write(mp, outvp));
3123                         if (error == 0) {
3124                                 error = vn_rdwr(UIO_WRITE, outvp, dat, xfer2,
3125                                     outoff, UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED,
3126                                     curthread->td_ucred, cred, NULL, curthread);
3127                                 outoff += xfer2;
3128                                 xfer -= xfer2;
3129                                 VOP_UNLOCK(outvp);
3130                         }
3131                 }
3132                 if (mp != NULL)
3133                         vn_finished_write(mp);
3134         } while (!growfile && xfer > 0 && error == 0);
3135         return (error);
3136 }
3137
3138 /*
3139  * Copy a byte range of one file to another.  This function can handle the
3140  * case where invp and outvp are on different file systems.
3141  * It can also be called by a VOP_COPY_FILE_RANGE() to do the work, if there
3142  * is no better file system specific way to do it.
3143  */
3144 int
3145 vn_generic_copy_file_range(struct vnode *invp, off_t *inoffp,
3146     struct vnode *outvp, off_t *outoffp, size_t *lenp, unsigned int flags,
3147     struct ucred *incred, struct ucred *outcred, struct thread *fsize_td)
3148 {
3149         struct vattr va, inva;
3150         struct mount *mp;
3151         struct uio io;
3152         off_t startoff, endoff, xfer, xfer2;
3153         u_long blksize;
3154         int error, interrupted;
3155         bool cantseek, readzeros, eof, lastblock, holetoeof;
3156         ssize_t aresid;
3157         size_t copylen, len, rem, savlen;
3158         char *dat;
3159         long holein, holeout;
3160         struct timespec curts, endts;
3161
3162         holein = holeout = 0;
3163         savlen = len = *lenp;
3164         error = 0;
3165         interrupted = 0;
3166         dat = NULL;
3167
3168         error = vn_lock(invp, LK_SHARED);
3169         if (error != 0)
3170                 goto out;
3171         if (VOP_PATHCONF(invp, _PC_MIN_HOLE_SIZE, &holein) != 0)
3172                 holein = 0;
3173         if (holein > 0)
3174                 error = VOP_GETATTR(invp, &inva, incred);
3175         VOP_UNLOCK(invp);
3176         if (error != 0)
3177                 goto out;
3178
3179         mp = NULL;
3180         error = vn_start_write(outvp, &mp, V_WAIT);
3181         if (error == 0)
3182                 error = vn_lock(outvp, LK_EXCLUSIVE);
3183         if (error == 0) {
3184                 /*
3185                  * If fsize_td != NULL, do a vn_rlimit_fsize() call,
3186                  * now that outvp is locked.
3187                  */
3188                 if (fsize_td != NULL) {
3189                         io.uio_offset = *outoffp;
3190                         io.uio_resid = len;
3191                         error = vn_rlimit_fsize(outvp, &io, fsize_td);
3192                         if (error != 0)
3193                                 error = EFBIG;
3194                 }
3195                 if (VOP_PATHCONF(outvp, _PC_MIN_HOLE_SIZE, &holeout) != 0)
3196                         holeout = 0;
3197                 /*
3198                  * Holes that are past EOF do not need to be written as a block
3199                  * of zero bytes.  So, truncate the output file as far as
3200                  * possible and then use va.va_size to decide if writing 0
3201                  * bytes is necessary in the loop below.
3202                  */
3203                 if (error == 0)
3204                         error = VOP_GETATTR(outvp, &va, outcred);
3205                 if (error == 0 && va.va_size > *outoffp && va.va_size <=
3206                     *outoffp + len) {
3207 #ifdef MAC
3208                         error = mac_vnode_check_write(curthread->td_ucred,
3209                             outcred, outvp);
3210                         if (error == 0)
3211 #endif
3212                                 error = vn_truncate_locked(outvp, *outoffp,
3213                                     false, outcred);
3214                         if (error == 0)
3215                                 va.va_size = *outoffp;
3216                 }
3217                 VOP_UNLOCK(outvp);
3218         }
3219         if (mp != NULL)
3220                 vn_finished_write(mp);
3221         if (error != 0)
3222                 goto out;
3223
3224         /*
3225          * Set the blksize to the larger of the hole sizes for invp and outvp.
3226          * If hole sizes aren't available, set the blksize to the larger 
3227          * f_iosize of invp and outvp.
3228          * This code expects the hole sizes and f_iosizes to be powers of 2.
3229          * This value is clipped at 4Kbytes and 1Mbyte.
3230          */
3231         blksize = MAX(holein, holeout);
3232
3233         /* Clip len to end at an exact multiple of hole size. */
3234         if (blksize > 1) {
3235                 rem = *inoffp % blksize;
3236                 if (rem > 0)
3237                         rem = blksize - rem;
3238                 if (len > rem && len - rem > blksize)
3239                         len = savlen = rounddown(len - rem, blksize) + rem;
3240         }
3241
3242         if (blksize <= 1)
3243                 blksize = MAX(invp->v_mount->mnt_stat.f_iosize,
3244                     outvp->v_mount->mnt_stat.f_iosize);
3245         if (blksize < 4096)
3246                 blksize = 4096;
3247         else if (blksize > 1024 * 1024)
3248                 blksize = 1024 * 1024;
3249         dat = malloc(blksize, M_TEMP, M_WAITOK);
3250
3251         /*
3252          * If VOP_IOCTL(FIOSEEKHOLE) works for invp, use it and FIOSEEKDATA
3253          * to find holes.  Otherwise, just scan the read block for all 0s
3254          * in the inner loop where the data copying is done.
3255          * Note that some file systems such as NFSv3, NFSv4.0 and NFSv4.1 may
3256          * support holes on the server, but do not support FIOSEEKHOLE.
3257          * The kernel flag COPY_FILE_RANGE_TIMEO1SEC is used to indicate
3258          * that this function should return after 1second with a partial
3259          * completion.
3260          */
3261         if ((flags & COPY_FILE_RANGE_TIMEO1SEC) != 0) {
3262                 getnanouptime(&endts);
3263                 endts.tv_sec++;
3264         } else
3265                 timespecclear(&endts);
3266         holetoeof = eof = false;
3267         while (len > 0 && error == 0 && !eof && interrupted == 0) {
3268                 endoff = 0;                     /* To shut up compilers. */
3269                 cantseek = true;
3270                 startoff = *inoffp;
3271                 copylen = len;
3272
3273                 /*
3274                  * Find the next data area.  If there is just a hole to EOF,
3275                  * FIOSEEKDATA should fail with ENXIO.
3276                  * (I do not know if any file system will report a hole to
3277                  *  EOF via FIOSEEKHOLE, but I am pretty sure FIOSEEKDATA
3278                  *  will fail for those file systems.)
3279                  *
3280                  * For input files that don't support FIOSEEKDATA/FIOSEEKHOLE,
3281                  * the code just falls through to the inner copy loop.
3282                  */
3283                 error = EINVAL;
3284                 if (holein > 0) {
3285                         error = VOP_IOCTL(invp, FIOSEEKDATA, &startoff, 0,
3286                             incred, curthread);
3287                         if (error == ENXIO) {
3288                                 startoff = endoff = inva.va_size;
3289                                 eof = holetoeof = true;
3290                                 error = 0;
3291                         }
3292                 }
3293                 if (error == 0 && !holetoeof) {
3294                         endoff = startoff;
3295                         error = VOP_IOCTL(invp, FIOSEEKHOLE, &endoff, 0,
3296                             incred, curthread);
3297                         /*
3298                          * Since invp is unlocked, it may be possible for
3299                          * another thread to do a truncate(), lseek(), write()
3300                          * creating a hole at startoff between the above
3301                          * VOP_IOCTL() calls, if the other thread does not do
3302                          * rangelocking.
3303                          * If that happens, startoff == endoff and finding
3304                          * the hole has failed, so set an error.
3305                          */
3306                         if (error == 0 && startoff == endoff)
3307                                 error = EINVAL; /* Any error. Reset to 0. */
3308                 }
3309                 if (error == 0) {
3310                         if (startoff > *inoffp) {
3311                                 /* Found hole before data block. */
3312                                 xfer = MIN(startoff - *inoffp, len);
3313                                 if (*outoffp < va.va_size) {
3314                                         /* Must write 0s to punch hole. */
3315                                         xfer2 = MIN(va.va_size - *outoffp,
3316                                             xfer);
3317                                         memset(dat, 0, MIN(xfer2, blksize));
3318                                         error = vn_write_outvp(outvp, dat,
3319                                             *outoffp, xfer2, blksize, false,
3320                                             holeout > 0, outcred);
3321                                 }
3322
3323                                 if (error == 0 && *outoffp + xfer >
3324                                     va.va_size && (xfer == len || holetoeof)) {
3325                                         /* Grow output file (hole at end). */
3326                                         error = vn_write_outvp(outvp, dat,
3327                                             *outoffp, xfer, blksize, true,
3328                                             false, outcred);
3329                                 }
3330                                 if (error == 0) {
3331                                         *inoffp += xfer;
3332                                         *outoffp += xfer;
3333                                         len -= xfer;
3334                                         if (len < savlen) {
3335                                                 interrupted = sig_intr();
3336                                                 if (timespecisset(&endts) &&
3337                                                     interrupted == 0) {
3338                                                         getnanouptime(&curts);
3339                                                         if (timespeccmp(&curts,
3340                                                             &endts, >=))
3341                                                                 interrupted =
3342                                                                     EINTR;
3343                                                 }
3344                                         }
3345                                 }
3346                         }
3347                         copylen = MIN(len, endoff - startoff);
3348                         cantseek = false;
3349                 } else {
3350                         cantseek = true;
3351                         startoff = *inoffp;
3352                         copylen = len;
3353                         error = 0;
3354                 }
3355
3356                 xfer = blksize;
3357                 if (cantseek) {
3358                         /*
3359                          * Set first xfer to end at a block boundary, so that
3360                          * holes are more likely detected in the loop below via
3361                          * the for all bytes 0 method.
3362                          */
3363                         xfer -= (*inoffp % blksize);
3364                 }
3365                 /* Loop copying the data block. */
3366                 while (copylen > 0 && error == 0 && !eof && interrupted == 0) {
3367                         if (copylen < xfer)
3368                                 xfer = copylen;
3369                         error = vn_lock(invp, LK_SHARED);
3370                         if (error != 0)
3371                                 goto out;
3372                         error = vn_rdwr(UIO_READ, invp, dat, xfer,
3373                             startoff, UIO_SYSSPACE, IO_NODELOCKED,
3374                             curthread->td_ucred, incred, &aresid,
3375                             curthread);
3376                         VOP_UNLOCK(invp);
3377                         lastblock = false;
3378                         if (error == 0 && aresid > 0) {
3379                                 /* Stop the copy at EOF on the input file. */
3380                                 xfer -= aresid;
3381                                 eof = true;
3382                                 lastblock = true;
3383                         }
3384                         if (error == 0) {
3385                                 /*
3386                                  * Skip the write for holes past the initial EOF
3387                                  * of the output file, unless this is the last
3388                                  * write of the output file at EOF.
3389                                  */
3390                                 readzeros = cantseek ? mem_iszero(dat, xfer) :
3391                                     false;
3392                                 if (xfer == len)
3393                                         lastblock = true;
3394                                 if (!cantseek || *outoffp < va.va_size ||
3395                                     lastblock || !readzeros)
3396                                         error = vn_write_outvp(outvp, dat,
3397                                             *outoffp, xfer, blksize,
3398                                             readzeros && lastblock &&
3399                                             *outoffp >= va.va_size, false,
3400                                             outcred);
3401                                 if (error == 0) {
3402                                         *inoffp += xfer;
3403                                         startoff += xfer;
3404                                         *outoffp += xfer;
3405                                         copylen -= xfer;
3406                                         len -= xfer;
3407                                         if (len < savlen) {
3408                                                 interrupted = sig_intr();
3409                                                 if (timespecisset(&endts) &&
3410                                                     interrupted == 0) {
3411                                                         getnanouptime(&curts);
3412                                                         if (timespeccmp(&curts,
3413                                                             &endts, >=))
3414                                                                 interrupted =
3415                                                                     EINTR;
3416                                                 }
3417                                         }
3418                                 }
3419                         }
3420                         xfer = blksize;
3421                 }
3422         }
3423 out:
3424         *lenp = savlen - len;
3425         free(dat, M_TEMP);
3426         return (error);
3427 }
3428
3429 static int
3430 vn_fallocate(struct file *fp, off_t offset, off_t len, struct thread *td)
3431 {
3432         struct mount *mp;
3433         struct vnode *vp;
3434         off_t olen, ooffset;
3435         int error;
3436 #ifdef AUDIT
3437         int audited_vnode1 = 0;
3438 #endif
3439
3440         vp = fp->f_vnode;
3441         if (vp->v_type != VREG)
3442                 return (ENODEV);
3443
3444         /* Allocating blocks may take a long time, so iterate. */
3445         for (;;) {
3446                 olen = len;
3447                 ooffset = offset;
3448
3449                 bwillwrite();
3450                 mp = NULL;
3451                 error = vn_start_write(vp, &mp, V_WAIT | PCATCH);
3452                 if (error != 0)
3453                         break;
3454                 error = vn_lock(vp, LK_EXCLUSIVE);
3455                 if (error != 0) {
3456                         vn_finished_write(mp);
3457                         break;
3458                 }
3459 #ifdef AUDIT
3460                 if (!audited_vnode1) {
3461                         AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3462                         audited_vnode1 = 1;
3463                 }
3464 #endif
3465 #ifdef MAC
3466                 error = mac_vnode_check_write(td->td_ucred, fp->f_cred, vp);
3467                 if (error == 0)
3468 #endif
3469                         error = VOP_ALLOCATE(vp, &offset, &len, 0,
3470                             td->td_ucred);
3471                 VOP_UNLOCK(vp);
3472                 vn_finished_write(mp);
3473
3474                 if (olen + ooffset != offset + len) {
3475                         panic("offset + len changed from %jx/%jx to %jx/%jx",
3476                             ooffset, olen, offset, len);
3477                 }
3478                 if (error != 0 || len == 0)
3479                         break;
3480                 KASSERT(olen > len, ("Iteration did not make progress?"));
3481                 maybe_yield();
3482         }
3483
3484         return (error);
3485 }
3486
3487 static int
3488 vn_deallocate_impl(struct vnode *vp, off_t *offset, off_t *length, int flags,
3489     int ioflag, struct ucred *cred, struct ucred *active_cred,
3490     struct ucred *file_cred)
3491 {
3492         struct mount *mp;
3493         void *rl_cookie;
3494         off_t off, len;
3495         int error;
3496 #ifdef AUDIT
3497         bool audited_vnode1 = false;
3498 #endif
3499
3500         rl_cookie = NULL;
3501         error = 0;
3502         mp = NULL;
3503         off = *offset;
3504         len = *length;
3505
3506         if ((ioflag & (IO_NODELOCKED | IO_RANGELOCKED)) == 0)
3507                 rl_cookie = vn_rangelock_wlock(vp, off, off + len);
3508         while (len > 0 && error == 0) {
3509                 /*
3510                  * Try to deallocate the longest range in one pass.
3511                  * In case a pass takes too long to be executed, it returns
3512                  * partial result. The residue will be proceeded in the next
3513                  * pass.
3514                  */
3515
3516                 if ((ioflag & IO_NODELOCKED) == 0) {
3517                         bwillwrite();
3518                         if ((error = vn_start_write(vp, &mp,
3519                             V_WAIT | PCATCH)) != 0)
3520                                 goto out;
3521                         vn_lock(vp, vn_lktype_write(mp, vp) | LK_RETRY);
3522                 }
3523 #ifdef AUDIT
3524                 if (!audited_vnode1) {
3525                         AUDIT_ARG_VNODE1(vp);
3526                         audited_vnode1 = true;
3527                 }
3528 #endif
3529
3530 #ifdef MAC
3531                 if ((ioflag & IO_NOMACCHECK) == 0)
3532                         error = mac_vnode_check_write(active_cred, file_cred,
3533                             vp);
3534 #endif
3535                 if (error == 0)
3536                         error = VOP_DEALLOCATE(vp, &off, &len, flags, ioflag,
3537                             cred);
3538
3539                 if ((ioflag & IO_NODELOCKED) == 0) {
3540                         VOP_UNLOCK(vp);
3541                         if (mp != NULL) {
3542                                 vn_finished_write(mp);
3543                                 mp = NULL;
3544                         }
3545                 }
3546                 if (error == 0 && len != 0)
3547                         maybe_yield();
3548         }
3549 out:
3550         if (rl_cookie != NULL)
3551                 vn_rangelock_unlock(vp, rl_cookie);
3552         *offset = off;
3553         *length = len;
3554         return (error);
3555 }
3556
3557 /*
3558  * This function is supposed to be used in the situations where the deallocation
3559  * is not triggered by a user request.
3560  */
3561 int
3562 vn_deallocate(struct vnode *vp, off_t *offset, off_t *length, int flags,
3563     int ioflag, struct ucred *active_cred, struct ucred *file_cred)
3564 {
3565         struct ucred *cred;
3566
3567         if (*offset < 0 || *length <= 0 || *length > OFF_MAX - *offset ||
3568             flags != 0)
3569                 return (EINVAL);
3570         if (vp->v_type != VREG)
3571                 return (ENODEV);
3572
3573         cred = file_cred != NOCRED ? file_cred : active_cred;
3574         return (vn_deallocate_impl(vp, offset, length, flags, ioflag, cred,
3575             active_cred, file_cred));
3576 }
3577
3578 static int
3579 vn_fspacectl(struct file *fp, int cmd, off_t *offset, off_t *length, int flags,
3580     struct ucred *active_cred, struct thread *td)
3581 {
3582         int error;
3583         struct vnode *vp;
3584         int ioflag;
3585
3586         vp = fp->f_vnode;
3587
3588         if (cmd != SPACECTL_DEALLOC || *offset < 0 || *length <= 0 ||
3589             *length > OFF_MAX - *offset || flags != 0)
3590                 return (EINVAL);
3591         if (vp->v_type != VREG)
3592                 return (ENODEV);
3593
3594         ioflag = get_write_ioflag(fp);
3595
3596         switch (cmd) {
3597         case SPACECTL_DEALLOC:
3598                 error = vn_deallocate_impl(vp, offset, length, flags, ioflag,
3599                     active_cred, active_cred, fp->f_cred);
3600                 break;
3601         default:
3602                 panic("vn_fspacectl: unknown cmd %d", cmd);
3603         }
3604
3605         return (error);
3606 }
3607
3608 static u_long vn_lock_pair_pause_cnt;
3609 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, vn_lock_pair_pause, CTLFLAG_RD,
3610     &vn_lock_pair_pause_cnt, 0,
3611     "Count of vn_lock_pair deadlocks");
3612
3613 u_int vn_lock_pair_pause_max;
3614 SYSCTL_UINT(_debug, OID_AUTO, vn_lock_pair_pause_max, CTLFLAG_RW,
3615     &vn_lock_pair_pause_max, 0,
3616     "Max ticks for vn_lock_pair deadlock avoidance sleep");
3617
3618 static void
3619 vn_lock_pair_pause(const char *wmesg)
3620 {
3621         atomic_add_long(&vn_lock_pair_pause_cnt, 1);
3622         pause(wmesg, prng32_bounded(vn_lock_pair_pause_max));
3623 }
3624
3625 /*
3626  * Lock pair of vnodes vp1, vp2, avoiding lock order reversal.
3627  * vp1_locked indicates whether vp1 is exclusively locked; if not, vp1
3628  * must be unlocked.  Same for vp2 and vp2_locked.  One of the vnodes
3629  * can be NULL.
3630  *
3631  * The function returns with both vnodes exclusively locked, and
3632  * guarantees that it does not create lock order reversal with other
3633  * threads during its execution.  Both vnodes could be unlocked
3634  * temporary (and reclaimed).
3635  */
3636 void
3637 vn_lock_pair(struct vnode *vp1, bool vp1_locked, struct vnode *vp2,
3638     bool vp2_locked)
3639 {
3640         int error;
3641
3642         if (vp1 == NULL && vp2 == NULL)
3643                 return;
3644         if (vp1 != NULL) {
3645                 if (vp1_locked)
3646                         ASSERT_VOP_ELOCKED(vp1, "vp1");
3647                 else
3648                         ASSERT_VOP_UNLOCKED(vp1, "vp1");
3649         } else {
3650                 vp1_locked = true;
3651         }
3652         if (vp2 != NULL) {
3653                 if (vp2_locked)
3654                         ASSERT_VOP_ELOCKED(vp2, "vp2");
3655                 else
3656                         ASSERT_VOP_UNLOCKED(vp2, "vp2");
3657         } else {
3658                 vp2_locked = true;
3659         }
3660         if (!vp1_locked && !vp2_locked) {
3661                 vn_lock(vp1, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3662                 vp1_locked = true;
3663         }
3664
3665         for (;;) {
3666                 if (vp1_locked && vp2_locked)
3667                         break;
3668                 if (vp1_locked && vp2 != NULL) {
3669                         if (vp1 != NULL) {
3670                                 error = VOP_LOCK1(vp2, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT,
3671                                     __FILE__, __LINE__);
3672                                 if (error == 0)
3673                                         break;
3674                                 VOP_UNLOCK(vp1);
3675                                 vp1_locked = false;
3676                                 vn_lock_pair_pause("vlp1");
3677                         }
3678                         vn_lock(vp2, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3679                         vp2_locked = true;
3680                 }
3681                 if (vp2_locked && vp1 != NULL) {
3682                         if (vp2 != NULL) {
3683                                 error = VOP_LOCK1(vp1, LK_EXCLUSIVE | LK_NOWAIT,
3684                                     __FILE__, __LINE__);
3685                                 if (error == 0)
3686                                         break;
3687                                 VOP_UNLOCK(vp2);
3688                                 vp2_locked = false;
3689                                 vn_lock_pair_pause("vlp2");
3690                         }
3691                         vn_lock(vp1, LK_EXCLUSIVE | LK_RETRY);
3692                         vp1_locked = true;
3693                 }
3694         }
3695         if (vp1 != NULL)
3696                 ASSERT_VOP_ELOCKED(vp1, "vp1 ret");
3697         if (vp2 != NULL)
3698                 ASSERT_VOP_ELOCKED(vp2, "vp2 ret");
3699 }
3700
3701 int
3702 vn_lktype_write(struct mount *mp, struct vnode *vp)
3703 {
3704         if (MNT_SHARED_WRITES(mp) ||
3705             (mp == NULL && MNT_SHARED_WRITES(vp->v_mount)))
3706                 return (LK_SHARED);
3707         return (LK_EXCLUSIVE);
3708 }