Merge from vendor branch FILE:
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_cache.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  * 
34  * Copyright (c) 1989, 1993, 1995
35  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
36  *
37  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
38  * Poul-Henning Kamp of the FreeBSD Project.
39  *
40  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
41  * modification, are permitted provided that the following conditions
42  * are met:
43  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
45  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
46  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
47  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
48  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
49  *    must display the following acknowledgement:
50  *      This product includes software developed by the University of
51  *      California, Berkeley and its contributors.
52  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
53  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
54  *    without specific prior written permission.
55  *
56  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
57  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
58  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
59  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
60  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
61  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
62  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
63  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
64  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
65  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
66  * SUCH DAMAGE.
67  *
68  *      @(#)vfs_cache.c 8.5 (Berkeley) 3/22/95
69  * $FreeBSD: src/sys/kern/vfs_cache.c,v 1.42.2.6 2001/10/05 20:07:03 dillon Exp $
70  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_cache.c,v 1.86 2008/01/18 19:13:15 dillon Exp $
71  */
72
73 #include <sys/param.h>
74 #include <sys/systm.h>
75 #include <sys/kernel.h>
76 #include <sys/sysctl.h>
77 #include <sys/mount.h>
78 #include <sys/vnode.h>
79 #include <sys/malloc.h>
80 #include <sys/sysproto.h>
81 #include <sys/proc.h>
82 #include <sys/namei.h>
83 #include <sys/nlookup.h>
84 #include <sys/filedesc.h>
85 #include <sys/fnv_hash.h>
86 #include <sys/globaldata.h>
87 #include <sys/kern_syscall.h>
88 #include <sys/dirent.h>
89 #include <ddb/ddb.h>
90
91 #include <sys/sysref2.h>
92
93 #define MAX_RECURSION_DEPTH     64
94
95 /*
96  * Random lookups in the cache are accomplished with a hash table using
97  * a hash key of (nc_src_vp, name).
98  *
99  * Negative entries may exist and correspond to structures where nc_vp
100  * is NULL.  In a negative entry, NCF_WHITEOUT will be set if the entry
101  * corresponds to a whited-out directory entry (verses simply not finding the
102  * entry at all).
103  *
104  * Upon reaching the last segment of a path, if the reference is for DELETE,
105  * or NOCACHE is set (rewrite), and the name is located in the cache, it
106  * will be dropped.
107  */
108
109 /*
110  * Structures associated with name cacheing.
111  */
112 #define NCHHASH(hash)   (&nchashtbl[(hash) & nchash])
113 #define MINNEG          1024
114
115 MALLOC_DEFINE(M_VFSCACHE, "vfscache", "VFS name cache entries");
116
117 static LIST_HEAD(nchashhead, namecache) *nchashtbl;     /* Hash Table */
118 static struct namecache_list    ncneglist;              /* instead of vnode */
119
120 /*
121  * ncvp_debug - debug cache_fromvp().  This is used by the NFS server
122  * to create the namecache infrastructure leading to a dangling vnode.
123  *
124  * 0    Only errors are reported
125  * 1    Successes are reported
126  * 2    Successes + the whole directory scan is reported
127  * 3    Force the directory scan code run as if the parent vnode did not
128  *      have a namecache record, even if it does have one.
129  */
130 static int      ncvp_debug;
131 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncvp_debug, CTLFLAG_RW, &ncvp_debug, 0, "");
132
133 static u_long   nchash;                 /* size of hash table */
134 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, nchash, CTLFLAG_RD, &nchash, 0, "");
135
136 static u_long   ncnegfactor = 16;       /* ratio of negative entries */
137 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, ncnegfactor, CTLFLAG_RW, &ncnegfactor, 0, "");
138
139 static int      nclockwarn;             /* warn on locked entries in ticks */
140 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, nclockwarn, CTLFLAG_RW, &nclockwarn, 0, "");
141
142 static u_long   numneg;         /* number of cache entries allocated */
143 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, numneg, CTLFLAG_RD, &numneg, 0, "");
144
145 static u_long   numcache;               /* number of cache entries allocated */
146 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, numcache, CTLFLAG_RD, &numcache, 0, "");
147
148 static u_long   numunres;               /* number of unresolved entries */
149 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, numunres, CTLFLAG_RD, &numunres, 0, "");
150
151 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vnsize, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct vnode), "");
152 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncsize, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct namecache), "");
153
154 static int cache_resolve_mp(struct mount *mp);
155 static void _cache_rehash(struct namecache *ncp);
156 static void _cache_lock(struct namecache *ncp);
157 static void _cache_setunresolved(struct namecache *ncp);
158
159 /*
160  * The new name cache statistics
161  */
162 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, cache, CTLFLAG_RW, 0, "Name cache statistics");
163 #define STATNODE(mode, name, var) \
164         SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, name, mode, var, 0, "");
165 STATNODE(CTLFLAG_RD, numneg, &numneg);
166 STATNODE(CTLFLAG_RD, numcache, &numcache);
167 static u_long numcalls; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcalls, &numcalls);
168 static u_long dothits; STATNODE(CTLFLAG_RD, dothits, &dothits);
169 static u_long dotdothits; STATNODE(CTLFLAG_RD, dotdothits, &dotdothits);
170 static u_long numchecks; STATNODE(CTLFLAG_RD, numchecks, &numchecks);
171 static u_long nummiss; STATNODE(CTLFLAG_RD, nummiss, &nummiss);
172 static u_long nummisszap; STATNODE(CTLFLAG_RD, nummisszap, &nummisszap);
173 static u_long numposzaps; STATNODE(CTLFLAG_RD, numposzaps, &numposzaps);
174 static u_long numposhits; STATNODE(CTLFLAG_RD, numposhits, &numposhits);
175 static u_long numnegzaps; STATNODE(CTLFLAG_RD, numnegzaps, &numnegzaps);
176 static u_long numneghits; STATNODE(CTLFLAG_RD, numneghits, &numneghits);
177
178 struct nchstats nchstats[SMP_MAXCPU];
179 /*
180  * Export VFS cache effectiveness statistics to user-land.
181  *
182  * The statistics are left for aggregation to user-land so
183  * neat things can be achieved, like observing per-CPU cache
184  * distribution.
185  */
186 static int
187 sysctl_nchstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
188 {
189         struct globaldata *gd;
190         int i, error;
191
192         error = 0;
193         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
194                 gd = globaldata_find(i);
195                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, (void *)&(*gd->gd_nchstats),
196                         sizeof(struct nchstats))))
197                         break;
198         }
199
200         return (error);
201 }
202 SYSCTL_PROC(_vfs_cache, OID_AUTO, nchstats, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD,
203   0, 0, sysctl_nchstats, "S,nchstats", "VFS cache effectiveness statistics");
204
205 static void cache_zap(struct namecache *ncp);
206
207 /*
208  * cache_hold() and cache_drop() prevent the premature deletion of a
209  * namecache entry but do not prevent operations (such as zapping) on
210  * that namecache entry.
211  *
212  * This routine may only be called from outside this source module if
213  * nc_refs is already at least 1.
214  *
215  * This is a rare case where callers are allowed to hold a spinlock,
216  * so we can't ourselves.
217  */
218 static __inline
219 struct namecache *
220 _cache_hold(struct namecache *ncp)
221 {
222         atomic_add_int(&ncp->nc_refs, 1);
223         return(ncp);
224 }
225
226 /*
227  * When dropping an entry, if only one ref remains and the entry has not
228  * been resolved, zap it.  Since the one reference is being dropped the
229  * entry had better not be locked.
230  */
231 static __inline
232 void
233 _cache_drop(struct namecache *ncp)
234 {
235         KKASSERT(ncp->nc_refs > 0);
236         if (ncp->nc_refs == 1 && 
237             (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) && 
238             TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list)
239         ) {
240                 KKASSERT(ncp->nc_exlocks == 0);
241                 _cache_lock(ncp);
242                 cache_zap(ncp);
243         } else {
244                 atomic_subtract_int(&ncp->nc_refs, 1);
245         }
246 }
247
248 /*
249  * Link a new namecache entry to its parent.  Be careful to avoid races
250  * if vhold() blocks in the future.
251  */
252 static void
253 cache_link_parent(struct namecache *ncp, struct namecache *par)
254 {
255         KKASSERT(ncp->nc_parent == NULL);
256         ncp->nc_parent = par;
257         if (TAILQ_EMPTY(&par->nc_list)) {
258                 TAILQ_INSERT_HEAD(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
259                 /*
260                  * Any vp associated with an ncp which has children must
261                  * be held to prevent it from being recycled.
262                  */
263                 if (par->nc_vp)
264                         vhold(par->nc_vp);
265         } else {
266                 TAILQ_INSERT_HEAD(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
267         }
268 }
269
270 /*
271  * Remove the parent association from a namecache structure.  If this is
272  * the last child of the parent the cache_drop(par) will attempt to
273  * recursively zap the parent.
274  */
275 static void
276 cache_unlink_parent(struct namecache *ncp)
277 {
278         struct namecache *par;
279
280         if ((par = ncp->nc_parent) != NULL) {
281                 ncp->nc_parent = NULL;
282                 par = _cache_hold(par);
283                 TAILQ_REMOVE(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
284                 if (par->nc_vp && TAILQ_EMPTY(&par->nc_list))
285                         vdrop(par->nc_vp);
286                 _cache_drop(par);
287         }
288 }
289
290 /*
291  * Allocate a new namecache structure.  Most of the code does not require
292  * zero-termination of the string but it makes vop_compat_ncreate() easier.
293  */
294 static struct namecache *
295 cache_alloc(int nlen)
296 {
297         struct namecache *ncp;
298
299         ncp = kmalloc(sizeof(*ncp), M_VFSCACHE, M_WAITOK|M_ZERO);
300         if (nlen)
301                 ncp->nc_name = kmalloc(nlen + 1, M_VFSCACHE, M_WAITOK);
302         ncp->nc_nlen = nlen;
303         ncp->nc_flag = NCF_UNRESOLVED;
304         ncp->nc_error = ENOTCONN;       /* needs to be resolved */
305         ncp->nc_refs = 1;
306
307         /*
308          * Construct a fake FSMID based on the time of day and a 32 bit
309          * roller for uniqueness.  This is used to generate a useful
310          * FSMID for filesystems which do not support it.
311          */
312         ncp->nc_fsmid = cache_getnewfsmid();
313         TAILQ_INIT(&ncp->nc_list);
314         _cache_lock(ncp);
315         return(ncp);
316 }
317
318 static void
319 _cache_free(struct namecache *ncp)
320 {
321         KKASSERT(ncp->nc_refs == 1 && ncp->nc_exlocks == 1);
322         if (ncp->nc_name)
323                 kfree(ncp->nc_name, M_VFSCACHE);
324         kfree(ncp, M_VFSCACHE);
325 }
326
327 void
328 cache_zero(struct nchandle *nch)
329 {
330         nch->ncp = NULL;
331         nch->mount = NULL;
332 }
333
334 /*
335  * Ref and deref a namecache structure.
336  *
337  * Warning: caller may hold an unrelated read spinlock, which means we can't
338  * use read spinlocks here.
339  */
340 struct nchandle *
341 cache_hold(struct nchandle *nch)
342 {
343         _cache_hold(nch->ncp);
344         ++nch->mount->mnt_refs;
345         return(nch);
346 }
347
348 void
349 cache_copy(struct nchandle *nch, struct nchandle *target)
350 {
351         *target = *nch;
352         _cache_hold(target->ncp);
353         ++nch->mount->mnt_refs;
354 }
355
356 void
357 cache_changemount(struct nchandle *nch, struct mount *mp)
358 {
359         --nch->mount->mnt_refs;
360         nch->mount = mp;
361         ++nch->mount->mnt_refs;
362 }
363
364 void
365 cache_drop(struct nchandle *nch)
366 {
367         --nch->mount->mnt_refs;
368         _cache_drop(nch->ncp);
369         nch->ncp = NULL;
370         nch->mount = NULL;
371 }
372
373 /*
374  * Namespace locking.  The caller must already hold a reference to the
375  * namecache structure in order to lock/unlock it.  This function prevents
376  * the namespace from being created or destroyed by accessors other then
377  * the lock holder.
378  *
379  * Note that holding a locked namecache structure prevents other threads
380  * from making namespace changes (e.g. deleting or creating), prevents
381  * vnode association state changes by other threads, and prevents the
382  * namecache entry from being resolved or unresolved by other threads.
383  *
384  * The lock owner has full authority to associate/disassociate vnodes
385  * and resolve/unresolve the locked ncp.
386  *
387  * WARNING!  Holding a locked ncp will prevent a vnode from being destroyed
388  * or recycled, but it does NOT help you if the vnode had already initiated
389  * a recyclement.  If this is important, use cache_get() rather then 
390  * cache_lock() (and deal with the differences in the way the refs counter
391  * is handled).  Or, alternatively, make an unconditional call to 
392  * cache_validate() or cache_resolve() after cache_lock() returns.
393  */
394 static
395 void
396 _cache_lock(struct namecache *ncp)
397 {
398         thread_t td;
399         int didwarn;
400
401         KKASSERT(ncp->nc_refs != 0);
402         didwarn = 0;
403         td = curthread;
404
405         for (;;) {
406                 if (ncp->nc_exlocks == 0) {
407                         ncp->nc_exlocks = 1;
408                         ncp->nc_locktd = td;
409                         /* 
410                          * The vp associated with a locked ncp must be held
411                          * to prevent it from being recycled (which would
412                          * cause the ncp to become unresolved).
413                          *
414                          * WARNING!  If VRECLAIMED is set the vnode could
415                          * already be in the middle of a recycle.  Callers
416                          * should not assume that nc_vp is usable when
417                          * not NULL.  cache_vref() or cache_vget() must be
418                          * called.
419                          *
420                          * XXX loop on race for later MPSAFE work.
421                          */
422                         if (ncp->nc_vp)
423                                 vhold(ncp->nc_vp);
424                         break;
425                 }
426                 if (ncp->nc_locktd == td) {
427                         ++ncp->nc_exlocks;
428                         break;
429                 }
430                 ncp->nc_flag |= NCF_LOCKREQ;
431                 if (tsleep(ncp, 0, "clock", nclockwarn) == EWOULDBLOCK) {
432                         if (didwarn)
433                                 continue;
434                         didwarn = 1;
435                         kprintf("[diagnostic] cache_lock: blocked on %p", ncp);
436                         kprintf(" \"%*.*s\"\n",
437                                 ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name);
438                 }
439         }
440
441         if (didwarn == 1) {
442                 kprintf("[diagnostic] cache_lock: unblocked %*.*s\n",
443                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name);
444         }
445 }
446
447 void
448 cache_lock(struct nchandle *nch)
449 {
450         _cache_lock(nch->ncp);
451 }
452
453 static
454 int
455 _cache_lock_nonblock(struct namecache *ncp)
456 {
457         thread_t td;
458
459         KKASSERT(ncp->nc_refs != 0);
460         td = curthread;
461         if (ncp->nc_exlocks == 0) {
462                 ncp->nc_exlocks = 1;
463                 ncp->nc_locktd = td;
464                 /* 
465                  * The vp associated with a locked ncp must be held
466                  * to prevent it from being recycled (which would
467                  * cause the ncp to become unresolved).
468                  *
469                  * WARNING!  If VRECLAIMED is set the vnode could
470                  * already be in the middle of a recycle.  Callers
471                  * should not assume that nc_vp is usable when
472                  * not NULL.  cache_vref() or cache_vget() must be
473                  * called.
474                  *
475                  * XXX loop on race for later MPSAFE work.
476                  */
477                 if (ncp->nc_vp)
478                         vhold(ncp->nc_vp);
479                 return(0);
480         } else {
481                 return(EWOULDBLOCK);
482         }
483 }
484
485 int
486 cache_lock_nonblock(struct nchandle *nch)
487 {
488         return(_cache_lock_nonblock(nch->ncp));
489 }
490
491 static
492 void
493 _cache_unlock(struct namecache *ncp)
494 {
495         thread_t td = curthread;
496
497         KKASSERT(ncp->nc_refs > 0);
498         KKASSERT(ncp->nc_exlocks > 0);
499         KKASSERT(ncp->nc_locktd == td);
500         if (--ncp->nc_exlocks == 0) {
501                 if (ncp->nc_vp)
502                         vdrop(ncp->nc_vp);
503                 ncp->nc_locktd = NULL;
504                 if (ncp->nc_flag & NCF_LOCKREQ) {
505                         ncp->nc_flag &= ~NCF_LOCKREQ;
506                         wakeup(ncp);
507                 }
508         }
509 }
510
511 void
512 cache_unlock(struct nchandle *nch)
513 {
514         _cache_unlock(nch->ncp);
515 }
516
517 /*
518  * ref-and-lock, unlock-and-deref functions.
519  *
520  * This function is primarily used by nlookup.  Even though cache_lock
521  * holds the vnode, it is possible that the vnode may have already
522  * initiated a recyclement.  We want cache_get() to return a definitively
523  * usable vnode or a definitively unresolved ncp.
524  */
525 static
526 struct namecache *
527 _cache_get(struct namecache *ncp)
528 {
529         _cache_hold(ncp);
530         _cache_lock(ncp);
531         if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
532                 _cache_setunresolved(ncp);
533         return(ncp);
534 }
535
536 /*
537  * note: the same nchandle can be passed for both arguments.
538  */
539 void
540 cache_get(struct nchandle *nch, struct nchandle *target)
541 {
542         target->mount = nch->mount;
543         target->ncp = _cache_get(nch->ncp);
544         ++target->mount->mnt_refs;
545 }
546
547 static int
548 _cache_get_nonblock(struct namecache *ncp)
549 {
550         /* XXX MP */
551         if (ncp->nc_exlocks == 0 || ncp->nc_locktd == curthread) {
552                 _cache_hold(ncp);
553                 _cache_lock(ncp);
554                 if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
555                         _cache_setunresolved(ncp);
556                 return(0);
557         }
558         return(EWOULDBLOCK);
559 }
560
561 int
562 cache_get_nonblock(struct nchandle *nch)
563 {
564         return(_cache_get_nonblock(nch->ncp));
565 }
566
567 static __inline
568 void
569 _cache_put(struct namecache *ncp)
570 {
571         _cache_unlock(ncp);
572         _cache_drop(ncp);
573 }
574
575 void
576 cache_put(struct nchandle *nch)
577 {
578         --nch->mount->mnt_refs;
579         _cache_put(nch->ncp);
580         nch->ncp = NULL;
581         nch->mount = NULL;
582 }
583
584 /*
585  * Resolve an unresolved ncp by associating a vnode with it.  If the
586  * vnode is NULL, a negative cache entry is created.
587  *
588  * The ncp should be locked on entry and will remain locked on return.
589  */
590 static
591 void
592 _cache_setvp(struct namecache *ncp, struct vnode *vp)
593 {
594         KKASSERT(ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED);
595         ncp->nc_vp = vp;
596         if (vp != NULL) {
597                 /*
598                  * Any vp associated with an ncp which has children must
599                  * be held.  Any vp associated with a locked ncp must be held.
600                  */
601                 if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
602                         vhold(vp);
603                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vp->v_namecache, ncp, nc_vnode);
604                 if (ncp->nc_exlocks)
605                         vhold(vp);
606
607                 /*
608                  * Set auxiliary flags
609                  */
610                 switch(vp->v_type) {
611                 case VDIR:
612                         ncp->nc_flag |= NCF_ISDIR;
613                         break;
614                 case VLNK:
615                         ncp->nc_flag |= NCF_ISSYMLINK;
616                         /* XXX cache the contents of the symlink */
617                         break;
618                 default:
619                         break;
620                 }
621                 ++numcache;
622                 ncp->nc_error = 0;
623         } else {
624                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncneglist, ncp, nc_vnode);
625                 ++numneg;
626                 ncp->nc_error = ENOENT;
627         }
628         ncp->nc_flag &= ~NCF_UNRESOLVED;
629 }
630
631 void
632 cache_setvp(struct nchandle *nch, struct vnode *vp)
633 {
634         _cache_setvp(nch->ncp, vp);
635 }
636
637 void
638 cache_settimeout(struct nchandle *nch, int nticks)
639 {
640         struct namecache *ncp = nch->ncp;
641
642         if ((ncp->nc_timeout = ticks + nticks) == 0)
643                 ncp->nc_timeout = 1;
644 }
645
646 /*
647  * Disassociate the vnode or negative-cache association and mark a
648  * namecache entry as unresolved again.  Note that the ncp is still
649  * left in the hash table and still linked to its parent.
650  *
651  * The ncp should be locked and refd on entry and will remain locked and refd
652  * on return.
653  *
654  * This routine is normally never called on a directory containing children.
655  * However, NFS often does just that in its rename() code as a cop-out to
656  * avoid complex namespace operations.  This disconnects a directory vnode
657  * from its namecache and can cause the OLDAPI and NEWAPI to get out of
658  * sync.
659  *
660  * NOTE: NCF_FSMID must be cleared so a refurbishment of the ncp, such as
661  * in a create, properly propogates flag up the chain.
662  */
663 static
664 void
665 _cache_setunresolved(struct namecache *ncp)
666 {
667         struct vnode *vp;
668
669         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
670                 ncp->nc_flag |= NCF_UNRESOLVED;
671                 ncp->nc_timeout = 0;
672                 ncp->nc_error = ENOTCONN;
673                 ++numunres;
674                 if ((vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
675                         --numcache;
676                         ncp->nc_vp = NULL;
677                         TAILQ_REMOVE(&vp->v_namecache, ncp, nc_vnode);
678
679                         /*
680                          * Any vp associated with an ncp with children is
681                          * held by that ncp.  Any vp associated with a locked
682                          * ncp is held by that ncp.  These conditions must be
683                          * undone when the vp is cleared out from the ncp.
684                          */
685                         if (ncp->nc_flag & NCF_FSMID)
686                                 vupdatefsmid(vp);
687                         if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
688                                 vdrop(vp);
689                         if (ncp->nc_exlocks)
690                                 vdrop(vp);
691                 } else {
692                         TAILQ_REMOVE(&ncneglist, ncp, nc_vnode);
693                         --numneg;
694                 }
695                 ncp->nc_flag &= ~(NCF_WHITEOUT|NCF_ISDIR|NCF_ISSYMLINK|
696                                   NCF_FSMID);
697         }
698 }
699
700 void
701 cache_setunresolved(struct nchandle *nch)
702 {
703         _cache_setunresolved(nch->ncp);
704 }
705
706 /*
707  * Determine if we can clear NCF_ISMOUNTPT by scanning the mountlist
708  * looking for matches.  This flag tells the lookup code when it must
709  * check for a mount linkage and also prevents the directories in question
710  * from being deleted or renamed.
711  */
712 static
713 int
714 cache_clrmountpt_callback(struct mount *mp, void *data)
715 {
716         struct nchandle *nch = data;
717
718         if (mp->mnt_ncmounton.ncp == nch->ncp)
719                 return(1);
720         if (mp->mnt_ncmountpt.ncp == nch->ncp)
721                 return(1);
722         return(0);
723 }
724
725 void
726 cache_clrmountpt(struct nchandle *nch)
727 {
728         int count;
729
730         count = mountlist_scan(cache_clrmountpt_callback, nch,
731                                MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
732         if (count == 0)
733                 nch->ncp->nc_flag &= ~NCF_ISMOUNTPT;
734 }
735
736 /*
737  * Invalidate portions of the namecache topology given a starting entry.
738  * The passed ncp is set to an unresolved state and:
739  *
740  * The passed ncp must be locked.
741  *
742  * CINV_DESTROY         - Set a flag in the passed ncp entry indicating
743  *                        that the physical underlying nodes have been 
744  *                        destroyed... as in deleted.  For example, when
745  *                        a directory is removed.  This will cause record
746  *                        lookups on the name to no longer be able to find
747  *                        the record and tells the resolver to return failure
748  *                        rather then trying to resolve through the parent.
749  *
750  *                        The topology itself, including ncp->nc_name,
751  *                        remains intact.
752  *
753  *                        This only applies to the passed ncp, if CINV_CHILDREN
754  *                        is specified the children are not flagged.
755  *
756  * CINV_CHILDREN        - Set all children (recursively) to an unresolved
757  *                        state as well.
758  *
759  *                        Note that this will also have the side effect of
760  *                        cleaning out any unreferenced nodes in the topology
761  *                        from the leaves up as the recursion backs out.
762  *
763  * Note that the topology for any referenced nodes remains intact.
764  *
765  * It is possible for cache_inval() to race a cache_resolve(), meaning that
766  * the namecache entry may not actually be invalidated on return if it was
767  * revalidated while recursing down into its children.  This code guarentees
768  * that the node(s) will go through an invalidation cycle, but does not 
769  * guarentee that they will remain in an invalidated state. 
770  *
771  * Returns non-zero if a revalidation was detected during the invalidation
772  * recursion, zero otherwise.  Note that since only the original ncp is
773  * locked the revalidation ultimately can only indicate that the original ncp
774  * *MIGHT* no have been reresolved.
775  *
776  * DEEP RECURSION HANDLING - If a recursive invalidation recurses deeply we
777  * have to avoid blowing out the kernel stack.  We do this by saving the
778  * deep namecache node and aborting the recursion, then re-recursing at that
779  * node using a depth-first algorithm in order to allow multiple deep
780  * recursions to chain through each other, then we restart the invalidation
781  * from scratch.
782  */
783
784 struct cinvtrack {
785         struct namecache *resume_ncp;
786         int depth;
787 };
788
789 static int _cache_inval_internal(struct namecache *, int, struct cinvtrack *);
790
791 static
792 int
793 _cache_inval(struct namecache *ncp, int flags)
794 {
795         struct cinvtrack track;
796         struct namecache *ncp2;
797         int r;
798
799         track.depth = 0;
800         track.resume_ncp = NULL;
801
802         for (;;) {
803                 r = _cache_inval_internal(ncp, flags, &track);
804                 if (track.resume_ncp == NULL)
805                         break;
806                 kprintf("Warning: deep namecache recursion at %s\n",
807                         ncp->nc_name);
808                 _cache_unlock(ncp);
809                 while ((ncp2 = track.resume_ncp) != NULL) {
810                         track.resume_ncp = NULL;
811                         _cache_lock(ncp2);
812                         _cache_inval_internal(ncp2, flags & ~CINV_DESTROY,
813                                              &track);
814                         _cache_put(ncp2);
815                 }
816                 _cache_lock(ncp);
817         }
818         return(r);
819 }
820
821 int
822 cache_inval(struct nchandle *nch, int flags)
823 {
824         return(_cache_inval(nch->ncp, flags));
825 }
826
827 static int
828 _cache_inval_internal(struct namecache *ncp, int flags, struct cinvtrack *track)
829 {
830         struct namecache *kid;
831         struct namecache *nextkid;
832         int rcnt = 0;
833
834         KKASSERT(ncp->nc_exlocks);
835
836         _cache_setunresolved(ncp);
837         if (flags & CINV_DESTROY)
838                 ncp->nc_flag |= NCF_DESTROYED;
839
840         if ((flags & CINV_CHILDREN) && 
841             (kid = TAILQ_FIRST(&ncp->nc_list)) != NULL
842         ) {
843                 if (++track->depth > MAX_RECURSION_DEPTH) {
844                         track->resume_ncp = ncp;
845                         _cache_hold(ncp);
846                         ++rcnt;
847                 }
848                 _cache_hold(kid);
849                 _cache_unlock(ncp);
850                 while (kid) {
851                         if (track->resume_ncp) {
852                                 _cache_drop(kid);
853                                 break;
854                         }
855                         if ((nextkid = TAILQ_NEXT(kid, nc_entry)) != NULL)
856                                 _cache_hold(nextkid);
857                         if ((kid->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0 ||
858                             TAILQ_FIRST(&kid->nc_list)
859                         ) {
860                                 _cache_lock(kid);
861                                 rcnt += _cache_inval_internal(kid, flags & ~CINV_DESTROY, track);
862                                 _cache_unlock(kid);
863                         }
864                         _cache_drop(kid);
865                         kid = nextkid;
866                 }
867                 --track->depth;
868                 _cache_lock(ncp);
869         }
870
871         /*
872          * Someone could have gotten in there while ncp was unlocked,
873          * retry if so.
874          */
875         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0)
876                 ++rcnt;
877         return (rcnt);
878 }
879
880 /*
881  * Invalidate a vnode's namecache associations.  To avoid races against
882  * the resolver we do not invalidate a node which we previously invalidated
883  * but which was then re-resolved while we were in the invalidation loop.
884  *
885  * Returns non-zero if any namecache entries remain after the invalidation
886  * loop completed.
887  *
888  * NOTE: unlike the namecache topology which guarentees that ncp's will not
889  * be ripped out of the topology while held, the vnode's v_namecache list
890  * has no such restriction.  NCP's can be ripped out of the list at virtually
891  * any time if not locked, even if held.
892  */
893 int
894 cache_inval_vp(struct vnode *vp, int flags)
895 {
896         struct namecache *ncp;
897         struct namecache *next;
898
899 restart:
900         ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache);
901         if (ncp)
902                 _cache_hold(ncp);
903         while (ncp) {
904                 /* loop entered with ncp held */
905                 if ((next = TAILQ_NEXT(ncp, nc_vnode)) != NULL)
906                         _cache_hold(next);
907                 _cache_lock(ncp);
908                 if (ncp->nc_vp != vp) {
909                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-A detected on "
910                                 "%s\n", ncp->nc_name);
911                         _cache_put(ncp);
912                         if (next)
913                                 _cache_drop(next);
914                         goto restart;
915                 }
916                 _cache_inval(ncp, flags);
917                 _cache_put(ncp);                /* also releases reference */
918                 ncp = next;
919                 if (ncp && ncp->nc_vp != vp) {
920                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-B detected on "
921                                 "%s\n", ncp->nc_name);
922                         _cache_drop(ncp);
923                         goto restart;
924                 }
925         }
926         return(TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache) != NULL);
927 }
928
929 /*
930  * This routine is used instead of the normal cache_inval_vp() when we
931  * are trying to recycle otherwise good vnodes.
932  *
933  * Return 0 on success, non-zero if not all namecache records could be
934  * disassociated from the vnode (for various reasons).
935  */
936 int
937 cache_inval_vp_nonblock(struct vnode *vp)
938 {
939         struct namecache *ncp;
940         struct namecache *next;
941
942         ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache);
943         if (ncp)
944                 _cache_hold(ncp);
945         while (ncp) {
946                 /* loop entered with ncp held */
947                 if ((next = TAILQ_NEXT(ncp, nc_vnode)) != NULL)
948                         _cache_hold(next);
949                 if (_cache_lock_nonblock(ncp)) {
950                         _cache_drop(ncp);
951                         if (next)
952                                 _cache_drop(next);
953                         break;
954                 }
955                 if (ncp->nc_vp != vp) {
956                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-A detected on "
957                                 "%s\n", ncp->nc_name);
958                         _cache_put(ncp);
959                         if (next)
960                                 _cache_drop(next);
961                         break;
962                 }
963                 _cache_inval(ncp, 0);
964                 _cache_put(ncp);                /* also releases reference */
965                 ncp = next;
966                 if (ncp && ncp->nc_vp != vp) {
967                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-B detected on "
968                                 "%s\n", ncp->nc_name);
969                         _cache_drop(ncp);
970                         break;
971                 }
972         }
973         return(TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache) != NULL);
974 }
975
976 /*
977  * The source ncp has been renamed to the target ncp.  Both fncp and tncp
978  * must be locked.  The target ncp is destroyed (as a normal rename-over
979  * would destroy the target file or directory).
980  *
981  * Because there may be references to the source ncp we cannot copy its
982  * contents to the target.  Instead the source ncp is relinked as the target
983  * and the target ncp is removed from the namecache topology.
984  */
985 void
986 cache_rename(struct nchandle *fnch, struct nchandle *tnch)
987 {
988         struct namecache *fncp = fnch->ncp;
989         struct namecache *tncp = tnch->ncp;
990         char *oname;
991
992         _cache_setunresolved(tncp);
993         cache_unlink_parent(fncp);
994         cache_link_parent(fncp, tncp->nc_parent);
995         cache_unlink_parent(tncp);
996         oname = fncp->nc_name;
997         fncp->nc_name = tncp->nc_name;
998         fncp->nc_nlen = tncp->nc_nlen;
999         tncp->nc_name = NULL;
1000         tncp->nc_nlen = 0;
1001         if (fncp->nc_flag & NCF_HASHED)
1002                 _cache_rehash(fncp);
1003         if (tncp->nc_flag & NCF_HASHED)
1004                 _cache_rehash(tncp);
1005         if (oname)
1006                 kfree(oname, M_VFSCACHE);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * vget the vnode associated with the namecache entry.  Resolve the namecache
1011  * entry if necessary and deal with namecache/vp races.  The passed ncp must
1012  * be referenced and may be locked.  The ncp's ref/locking state is not 
1013  * effected by this call.
1014  *
1015  * lk_type may be LK_SHARED, LK_EXCLUSIVE.  A ref'd, possibly locked
1016  * (depending on the passed lk_type) will be returned in *vpp with an error
1017  * of 0, or NULL will be returned in *vpp with a non-0 error code.  The
1018  * most typical error is ENOENT, meaning that the ncp represents a negative
1019  * cache hit and there is no vnode to retrieve, but other errors can occur
1020  * too.
1021  *
1022  * The main race we have to deal with are namecache zaps.  The ncp itself
1023  * will not disappear since it is referenced, and it turns out that the
1024  * validity of the vp pointer can be checked simply by rechecking the
1025  * contents of ncp->nc_vp.
1026  */
1027 int
1028 cache_vget(struct nchandle *nch, struct ucred *cred,
1029            int lk_type, struct vnode **vpp)
1030 {
1031         struct namecache *ncp;
1032         struct vnode *vp;
1033         int error;
1034
1035         ncp = nch->ncp;
1036 again:
1037         vp = NULL;
1038         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
1039                 _cache_lock(ncp);
1040                 error = cache_resolve(nch, cred);
1041                 _cache_unlock(ncp);
1042         } else {
1043                 error = 0;
1044         }
1045         if (error == 0 && (vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
1046                 /*
1047                  * Accessing the vnode from the namecache is a bit 
1048                  * dangerous.  Because there are no refs on the vnode, it
1049                  * could be in the middle of a reclaim.
1050                  */
1051                 if (vp->v_flag & VRECLAIMED) {
1052                         kprintf("Warning: vnode reclaim race detected in cache_vget on %p (%s)\n", vp, ncp->nc_name);
1053                         _cache_lock(ncp);
1054                         _cache_setunresolved(ncp);
1055                         _cache_unlock(ncp);
1056                         goto again;
1057                 }
1058                 error = vget(vp, lk_type);
1059                 if (error) {
1060                         if (vp != ncp->nc_vp)
1061                                 goto again;
1062                         vp = NULL;
1063                 } else if (vp != ncp->nc_vp) {
1064                         vput(vp);
1065                         goto again;
1066                 } else if (vp->v_flag & VRECLAIMED) {
1067                         panic("vget succeeded on a VRECLAIMED node! vp %p", vp);
1068                 }
1069         }
1070         if (error == 0 && vp == NULL)
1071                 error = ENOENT;
1072         *vpp = vp;
1073         return(error);
1074 }
1075
1076 int
1077 cache_vref(struct nchandle *nch, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
1078 {
1079         struct namecache *ncp;
1080         struct vnode *vp;
1081         int error;
1082
1083         ncp = nch->ncp;
1084
1085 again:
1086         vp = NULL;
1087         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
1088                 _cache_lock(ncp);
1089                 error = cache_resolve(nch, cred);
1090                 _cache_unlock(ncp);
1091         } else {
1092                 error = 0;
1093         }
1094         if (error == 0 && (vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
1095                 /*
1096                  * Since we did not obtain any locks, a cache zap 
1097                  * race can occur here if the vnode is in the middle
1098                  * of being reclaimed and has not yet been able to
1099                  * clean out its cache node.  If that case occurs,
1100                  * we must lock and unresolve the cache, then loop
1101                  * to retry.
1102                  */
1103                 if ((error = vget(vp, LK_SHARED)) != 0) {
1104                         if (error == ENOENT) {
1105                                 kprintf("Warning: vnode reclaim race detected on cache_vref %p (%s)\n", vp, ncp->nc_name);
1106                                 _cache_lock(ncp);
1107                                 _cache_setunresolved(ncp);
1108                                 _cache_unlock(ncp);
1109                                 goto again;
1110                         }
1111                         /* fatal error */
1112                 } else {
1113                         /* caller does not want a lock */
1114                         vn_unlock(vp);
1115                 }
1116         }
1117         if (error == 0 && vp == NULL)
1118                 error = ENOENT;
1119         *vpp = vp;
1120         return(error);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * Recursively set the FSMID update flag for namecache nodes leading
1125  * to root.  This will cause the next getattr or reclaim to increment the
1126  * fsmid and mark the inode for lazy updating.
1127  *
1128  * Stop recursing when we hit a node whos NCF_FSMID flag is already set.
1129  * This makes FSMIDs work in an Einsteinian fashion - where the observation
1130  * effects the result.  In this case a program monitoring a higher level
1131  * node will have detected some prior change and started its scan (clearing
1132  * NCF_FSMID in higher level nodes), but since it has not yet observed the
1133  * node where we find NCF_FSMID still set, we can safely make the related
1134  * modification without interfering with the theorized program.
1135  *
1136  * This also means that FSMIDs cannot represent time-domain quantities
1137  * in a hierarchical sense.  But the main reason for doing it this way
1138  * is to reduce the amount of recursion that occurs in the critical path
1139  * when e.g. a program is writing to a file that sits deep in a directory
1140  * hierarchy.
1141  */
1142 void
1143 cache_update_fsmid(struct nchandle *nch)
1144 {
1145         struct namecache *ncp;
1146         struct namecache *scan;
1147         struct vnode *vp;
1148
1149         ncp = nch->ncp;
1150
1151         /*
1152          * Warning: even if we get a non-NULL vp it could still be in the
1153          * middle of a recyclement.  Don't do anything fancy, just set
1154          * NCF_FSMID.
1155          */
1156         if ((vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
1157                 TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_namecache, nc_vnode) {
1158                         for (scan = ncp; scan; scan = scan->nc_parent) {
1159                                 if (scan->nc_flag & NCF_FSMID)
1160                                         break;
1161                                 scan->nc_flag |= NCF_FSMID;
1162                         }
1163                 }
1164         } else {
1165                 while (ncp && (ncp->nc_flag & NCF_FSMID) == 0) {
1166                         ncp->nc_flag |= NCF_FSMID;
1167                         ncp = ncp->nc_parent;
1168                 }
1169         }
1170 }
1171
1172 void
1173 cache_update_fsmid_vp(struct vnode *vp)
1174 {
1175         struct namecache *ncp;
1176         struct namecache *scan;
1177
1178         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_namecache, nc_vnode) {
1179                 for (scan = ncp; scan; scan = scan->nc_parent) {
1180                         if (scan->nc_flag & NCF_FSMID)
1181                                 break;
1182                         scan->nc_flag |= NCF_FSMID;
1183                 }
1184         }
1185 }
1186
1187 /*
1188  * If getattr is called on a vnode (e.g. a stat call), the filesystem
1189  * may call this routine to determine if the namecache has the hierarchical
1190  * change flag set, requiring the fsmid to be updated.
1191  *
1192  * Since 0 indicates no support, make sure the filesystem fsmid is at least
1193  * 1.
1194  */
1195 int
1196 cache_check_fsmid_vp(struct vnode *vp, int64_t *fsmid)
1197 {
1198         struct namecache *ncp;
1199         int changed = 0;
1200
1201         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_namecache, nc_vnode) {
1202                 if (ncp->nc_flag & NCF_FSMID) {
1203                         ncp->nc_flag &= ~NCF_FSMID;
1204                         changed = 1;
1205                 }
1206         }
1207         if (*fsmid == 0)
1208                 ++*fsmid;
1209         if (changed)
1210                 ++*fsmid;
1211         return(changed);
1212 }
1213
1214 /*
1215  * Obtain the FSMID for a vnode for filesystems which do not support
1216  * a built-in FSMID.
1217  */
1218 int64_t
1219 cache_sync_fsmid_vp(struct vnode *vp)
1220 {
1221         struct namecache *ncp;
1222
1223         if ((ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache)) != NULL) {
1224                 if (ncp->nc_flag & NCF_FSMID) {
1225                         ncp->nc_flag &= ~NCF_FSMID;
1226                         ++ncp->nc_fsmid;
1227                 }
1228                 return(ncp->nc_fsmid);
1229         }
1230         return(VNOVAL);
1231 }
1232
1233 /*
1234  * Convert a directory vnode to a namecache record without any other 
1235  * knowledge of the topology.  This ONLY works with directory vnodes and
1236  * is ONLY used by the NFS server.  dvp must be refd but unlocked, and the
1237  * returned ncp (if not NULL) will be held and unlocked.
1238  *
1239  * If 'makeit' is 0 and dvp has no existing namecache record, NULL is returned.
1240  * If 'makeit' is 1 we attempt to track-down and create the namecache topology
1241  * for dvp.  This will fail only if the directory has been deleted out from
1242  * under the caller.  
1243  *
1244  * Callers must always check for a NULL return no matter the value of 'makeit'.
1245  *
1246  * To avoid underflowing the kernel stack each recursive call increments
1247  * the makeit variable.
1248  */
1249
1250 static int cache_inefficient_scan(struct nchandle *nch, struct ucred *cred,
1251                                   struct vnode *dvp);
1252 static int cache_fromdvp_try(struct vnode *dvp, struct ucred *cred, 
1253                                   struct vnode **saved_dvp);
1254
1255 int
1256 cache_fromdvp(struct vnode *dvp, struct ucred *cred, int makeit,
1257               struct nchandle *nch)
1258 {
1259         struct vnode *saved_dvp;
1260         struct vnode *pvp;
1261         int error;
1262
1263         nch->ncp = NULL;
1264         nch->mount = dvp->v_mount;
1265         saved_dvp = NULL;
1266
1267         /*
1268          * Temporary debugging code to force the directory scanning code
1269          * to be exercised.
1270          */
1271         if (ncvp_debug >= 3 && makeit && TAILQ_FIRST(&dvp->v_namecache)) {
1272                 nch->ncp = TAILQ_FIRST(&dvp->v_namecache);
1273                 kprintf("cache_fromdvp: forcing %s\n", nch->ncp->nc_name);
1274                 goto force;
1275         }
1276
1277         /*
1278          * Loop until resolution, inside code will break out on error.
1279          */
1280         while ((nch->ncp = TAILQ_FIRST(&dvp->v_namecache)) == NULL && makeit) {
1281 force:
1282                 /*
1283                  * If dvp is the root of its filesystem it should already
1284                  * have a namecache pointer associated with it as a side 
1285                  * effect of the mount, but it may have been disassociated.
1286                  */
1287                 if (dvp->v_flag & VROOT) {
1288                         nch->ncp = _cache_get(nch->mount->mnt_ncmountpt.ncp);
1289                         error = cache_resolve_mp(nch->mount);
1290                         _cache_put(nch->ncp);
1291                         if (ncvp_debug) {
1292                                 kprintf("cache_fromdvp: resolve root of mount %p error %d", 
1293                                         dvp->v_mount, error);
1294                         }
1295                         if (error) {
1296                                 if (ncvp_debug)
1297                                         kprintf(" failed\n");
1298                                 nch->ncp = NULL;
1299                                 break;
1300                         }
1301                         if (ncvp_debug)
1302                                 kprintf(" succeeded\n");
1303                         continue;
1304                 }
1305
1306                 /*
1307                  * If we are recursed too deeply resort to an O(n^2)
1308                  * algorithm to resolve the namecache topology.  The
1309                  * resolved pvp is left referenced in saved_dvp to
1310                  * prevent the tree from being destroyed while we loop.
1311                  */
1312                 if (makeit > 20) {
1313                         error = cache_fromdvp_try(dvp, cred, &saved_dvp);
1314                         if (error) {
1315                                 kprintf("lookupdotdot(longpath) failed %d "
1316                                        "dvp %p\n", error, dvp);
1317                                 break;
1318                         }
1319                         continue;
1320                 }
1321
1322                 /*
1323                  * Get the parent directory and resolve its ncp.
1324                  */
1325                 error = vop_nlookupdotdot(*dvp->v_ops, dvp, &pvp, cred);
1326                 if (error) {
1327                         kprintf("lookupdotdot failed %d dvp %p\n", error, dvp);
1328                         break;
1329                 }
1330                 vn_unlock(pvp);
1331
1332                 /*
1333                  * Reuse makeit as a recursion depth counter.
1334                  */
1335                 cache_fromdvp(pvp, cred, makeit + 1, nch);
1336                 vrele(pvp);
1337                 if (nch->ncp == NULL)
1338                         break;
1339
1340                 /*
1341                  * Do an inefficient scan of pvp (embodied by ncp) to look
1342                  * for dvp.  This will create a namecache record for dvp on
1343                  * success.  We loop up to recheck on success.
1344                  *
1345                  * ncp and dvp are both held but not locked.
1346                  */
1347                 error = cache_inefficient_scan(nch, cred, dvp);
1348                 _cache_drop(nch->ncp);
1349                 if (error) {
1350                         kprintf("cache_fromdvp: scan %p (%s) failed on dvp=%p\n",
1351                                 pvp, nch->ncp->nc_name, dvp);
1352                         nch->ncp = NULL;
1353                         break;
1354                 }
1355                 if (ncvp_debug) {
1356                         kprintf("cache_fromdvp: scan %p (%s) succeeded\n",
1357                                 pvp, nch->ncp->nc_name);
1358                 }
1359         }
1360
1361         /*
1362          * hold it for real so the mount gets a ref
1363          */
1364         if (nch->ncp)
1365                 cache_hold(nch);
1366         if (saved_dvp)
1367                 vrele(saved_dvp);
1368         if (nch->ncp)
1369                 return (0);
1370         return (EINVAL);
1371 }
1372
1373 /*
1374  * Go up the chain of parent directories until we find something
1375  * we can resolve into the namecache.  This is very inefficient.
1376  */
1377 static
1378 int
1379 cache_fromdvp_try(struct vnode *dvp, struct ucred *cred,
1380                   struct vnode **saved_dvp)
1381 {
1382         struct nchandle nch;
1383         struct vnode *pvp;
1384         int error;
1385         static time_t last_fromdvp_report;
1386
1387         /*
1388          * Loop getting the parent directory vnode until we get something we
1389          * can resolve in the namecache.
1390          */
1391         vref(dvp);
1392         nch.mount = dvp->v_mount;
1393
1394         for (;;) {
1395                 error = vop_nlookupdotdot(*dvp->v_ops, dvp, &pvp, cred);
1396                 if (error) {
1397                         vrele(dvp);
1398                         return (error);
1399                 }
1400                 vn_unlock(pvp);
1401                 if ((nch.ncp = TAILQ_FIRST(&pvp->v_namecache)) != NULL) {
1402                         _cache_hold(nch.ncp);
1403                         vrele(pvp);
1404                         break;
1405                 }
1406                 if (pvp->v_flag & VROOT) {
1407                         nch.ncp = _cache_get(pvp->v_mount->mnt_ncmountpt.ncp);
1408                         error = cache_resolve_mp(nch.mount);
1409                         _cache_unlock(nch.ncp);
1410                         vrele(pvp);
1411                         if (error) {
1412                                 _cache_drop(nch.ncp);
1413                                 vrele(dvp);
1414                                 return (error);
1415                         }
1416                         break;
1417                 }
1418                 vrele(dvp);
1419                 dvp = pvp;
1420         }
1421         if (last_fromdvp_report != time_second) {
1422                 last_fromdvp_report = time_second;
1423                 kprintf("Warning: extremely inefficient path resolution on %s\n",
1424                         nch.ncp->nc_name);
1425         }
1426         error = cache_inefficient_scan(&nch, cred, dvp);
1427
1428         /*
1429          * Hopefully dvp now has a namecache record associated with it.
1430          * Leave it referenced to prevent the kernel from recycling the
1431          * vnode.  Otherwise extremely long directory paths could result
1432          * in endless recycling.
1433          */
1434         if (*saved_dvp)
1435             vrele(*saved_dvp);
1436         *saved_dvp = dvp;
1437         return (error);
1438 }
1439
1440
1441 /*
1442  * Do an inefficient scan of the directory represented by ncp looking for
1443  * the directory vnode dvp.  ncp must be held but not locked on entry and
1444  * will be held on return.  dvp must be refd but not locked on entry and
1445  * will remain refd on return.
1446  *
1447  * Why do this at all?  Well, due to its stateless nature the NFS server
1448  * converts file handles directly to vnodes without necessarily going through
1449  * the namecache ops that would otherwise create the namecache topology
1450  * leading to the vnode.  We could either (1) Change the namecache algorithms
1451  * to allow disconnect namecache records that are re-merged opportunistically,
1452  * or (2) Make the NFS server backtrack and scan to recover a connected
1453  * namecache topology in order to then be able to issue new API lookups.
1454  *
1455  * It turns out that (1) is a huge mess.  It takes a nice clean set of 
1456  * namecache algorithms and introduces a lot of complication in every subsystem
1457  * that calls into the namecache to deal with the re-merge case, especially
1458  * since we are using the namecache to placehold negative lookups and the
1459  * vnode might not be immediately assigned. (2) is certainly far less
1460  * efficient then (1), but since we are only talking about directories here
1461  * (which are likely to remain cached), the case does not actually run all
1462  * that often and has the supreme advantage of not polluting the namecache
1463  * algorithms.
1464  */
1465 static int
1466 cache_inefficient_scan(struct nchandle *nch, struct ucred *cred, 
1467                        struct vnode *dvp)
1468 {
1469         struct nlcomponent nlc;
1470         struct nchandle rncp;
1471         struct dirent *den;
1472         struct vnode *pvp;
1473         struct vattr vat;
1474         struct iovec iov;
1475         struct uio uio;
1476         int blksize;
1477         int eofflag;
1478         int bytes;
1479         char *rbuf;
1480         int error;
1481
1482         vat.va_blocksize = 0;
1483         if ((error = VOP_GETATTR(dvp, &vat)) != 0)
1484                 return (error);
1485         if ((error = cache_vref(nch, cred, &pvp)) != 0)
1486                 return (error);
1487         if (ncvp_debug)
1488                 kprintf("inefficient_scan: directory iosize %ld vattr fileid = %lld\n", vat.va_blocksize, vat.va_fileid);
1489         if ((blksize = vat.va_blocksize) == 0)
1490                 blksize = DEV_BSIZE;
1491         rbuf = kmalloc(blksize, M_TEMP, M_WAITOK);
1492         rncp.ncp = NULL;
1493
1494         eofflag = 0;
1495         uio.uio_offset = 0;
1496 again:
1497         iov.iov_base = rbuf;
1498         iov.iov_len = blksize;
1499         uio.uio_iov = &iov;
1500         uio.uio_iovcnt = 1;
1501         uio.uio_resid = blksize;
1502         uio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
1503         uio.uio_rw = UIO_READ;
1504         uio.uio_td = curthread;
1505
1506         if (ncvp_debug >= 2)
1507                 kprintf("cache_inefficient_scan: readdir @ %08x\n", (int)uio.uio_offset);
1508         error = VOP_READDIR(pvp, &uio, cred, &eofflag, NULL, NULL);
1509         if (error == 0) {
1510                 den = (struct dirent *)rbuf;
1511                 bytes = blksize - uio.uio_resid;
1512
1513                 while (bytes > 0) {
1514                         if (ncvp_debug >= 2) {
1515                                 kprintf("cache_inefficient_scan: %*.*s\n",
1516                                         den->d_namlen, den->d_namlen, 
1517                                         den->d_name);
1518                         }
1519                         if (den->d_type != DT_WHT &&
1520                             den->d_ino == vat.va_fileid) {
1521                                 if (ncvp_debug) {
1522                                         kprintf("cache_inefficient_scan: "
1523                                                "MATCHED inode %lld path %s/%*.*s\n",
1524                                                vat.va_fileid, nch->ncp->nc_name,
1525                                                den->d_namlen, den->d_namlen,
1526                                                den->d_name);
1527                                 }
1528                                 nlc.nlc_nameptr = den->d_name;
1529                                 nlc.nlc_namelen = den->d_namlen;
1530                                 rncp = cache_nlookup(nch, &nlc);
1531                                 KKASSERT(rncp.ncp != NULL);
1532                                 break;
1533                         }
1534                         bytes -= _DIRENT_DIRSIZ(den);
1535                         den = _DIRENT_NEXT(den);
1536                 }
1537                 if (rncp.ncp == NULL && eofflag == 0 && uio.uio_resid != blksize)
1538                         goto again;
1539         }
1540         vrele(pvp);
1541         if (rncp.ncp) {
1542                 if (rncp.ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
1543                         _cache_setvp(rncp.ncp, dvp);
1544                         if (ncvp_debug >= 2) {
1545                                 kprintf("cache_inefficient_scan: setvp %s/%s = %p\n",
1546                                         nch->ncp->nc_name, rncp.ncp->nc_name, dvp);
1547                         }
1548                 } else {
1549                         if (ncvp_debug >= 2) {
1550                                 kprintf("cache_inefficient_scan: setvp %s/%s already set %p/%p\n", 
1551                                         nch->ncp->nc_name, rncp.ncp->nc_name, dvp,
1552                                         rncp.ncp->nc_vp);
1553                         }
1554                 }
1555                 if (rncp.ncp->nc_vp == NULL)
1556                         error = rncp.ncp->nc_error;
1557                 _cache_put(rncp.ncp);
1558         } else {
1559                 kprintf("cache_inefficient_scan: dvp %p NOT FOUND in %s\n",
1560                         dvp, nch->ncp->nc_name);
1561                 error = ENOENT;
1562         }
1563         kfree(rbuf, M_TEMP);
1564         return (error);
1565 }
1566
1567 /*
1568  * Zap a namecache entry.  The ncp is unconditionally set to an unresolved
1569  * state, which disassociates it from its vnode or ncneglist.
1570  *
1571  * Then, if there are no additional references to the ncp and no children,
1572  * the ncp is removed from the topology and destroyed.  This function will
1573  * also run through the nc_parent chain and destroy parent ncps if possible.
1574  * As a side benefit, it turns out the only conditions that allow running
1575  * up the chain are also the conditions to ensure no deadlock will occur.
1576  *
1577  * References and/or children may exist if the ncp is in the middle of the
1578  * topology, preventing the ncp from being destroyed.
1579  *
1580  * This function must be called with the ncp held and locked and will unlock
1581  * and drop it during zapping.
1582  */
1583 static void
1584 cache_zap(struct namecache *ncp)
1585 {
1586         struct namecache *par;
1587
1588         /*
1589          * Disassociate the vnode or negative cache ref and set NCF_UNRESOLVED.
1590          */
1591         _cache_setunresolved(ncp);
1592
1593         /*
1594          * Try to scrap the entry and possibly tail-recurse on its parent.
1595          * We only scrap unref'd (other then our ref) unresolved entries,
1596          * we do not scrap 'live' entries.
1597          */
1598         while (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
1599                 /*
1600                  * Someone other then us has a ref, stop.
1601                  */
1602                 if (ncp->nc_refs > 1)
1603                         goto done;
1604
1605                 /*
1606                  * We have children, stop.
1607                  */
1608                 if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
1609                         goto done;
1610
1611                 /*
1612                  * Remove ncp from the topology: hash table and parent linkage.
1613                  */
1614                 if (ncp->nc_flag & NCF_HASHED) {
1615                         ncp->nc_flag &= ~NCF_HASHED;
1616                         LIST_REMOVE(ncp, nc_hash);
1617                 }
1618                 if ((par = ncp->nc_parent) != NULL) {
1619                         par = _cache_hold(par);
1620                         TAILQ_REMOVE(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
1621                         ncp->nc_parent = NULL;
1622                         if (par->nc_vp && TAILQ_EMPTY(&par->nc_list))
1623                                 vdrop(par->nc_vp);
1624                 }
1625
1626                 /*
1627                  * ncp should not have picked up any refs.  Physically
1628                  * destroy the ncp.
1629                  */
1630                 KKASSERT(ncp->nc_refs == 1);
1631                 --numunres;
1632                 /* _cache_unlock(ncp) not required */
1633                 ncp->nc_refs = -1;      /* safety */
1634                 if (ncp->nc_name)
1635                         kfree(ncp->nc_name, M_VFSCACHE);
1636                 kfree(ncp, M_VFSCACHE);
1637
1638                 /*
1639                  * Loop on the parent (it may be NULL).  Only bother looping
1640                  * if the parent has a single ref (ours), which also means
1641                  * we can lock it trivially.
1642                  */
1643                 ncp = par;
1644                 if (ncp == NULL)
1645                         return;
1646                 if (ncp->nc_refs != 1) {
1647                         _cache_drop(ncp);
1648                         return;
1649                 }
1650                 KKASSERT(par->nc_exlocks == 0);
1651                 _cache_lock(ncp);
1652         }
1653 done:
1654         _cache_unlock(ncp);
1655         atomic_subtract_int(&ncp->nc_refs, 1);
1656 }
1657
1658 static enum { CHI_LOW, CHI_HIGH } cache_hysteresis_state = CHI_LOW;
1659
1660 static __inline
1661 void
1662 cache_hysteresis(void)
1663 {
1664         /*
1665          * Don't cache too many negative hits.  We use hysteresis to reduce
1666          * the impact on the critical path.
1667          */
1668         switch(cache_hysteresis_state) {
1669         case CHI_LOW:
1670                 if (numneg > MINNEG && numneg * ncnegfactor > numcache) {
1671                         cache_cleanneg(10);
1672                         cache_hysteresis_state = CHI_HIGH;
1673                 }
1674                 break;
1675         case CHI_HIGH:
1676                 if (numneg > MINNEG * 9 / 10 && 
1677                     numneg * ncnegfactor * 9 / 10 > numcache
1678                 ) {
1679                         cache_cleanneg(10);
1680                 } else {
1681                         cache_hysteresis_state = CHI_LOW;
1682                 }
1683                 break;
1684         }
1685 }
1686
1687 /*
1688  * NEW NAMECACHE LOOKUP API
1689  *
1690  * Lookup an entry in the cache.  A locked, referenced, non-NULL 
1691  * entry is *always* returned, even if the supplied component is illegal.
1692  * The resulting namecache entry should be returned to the system with
1693  * cache_put() or _cache_unlock() + cache_drop().
1694  *
1695  * namecache locks are recursive but care must be taken to avoid lock order
1696  * reversals.
1697  *
1698  * Nobody else will be able to manipulate the associated namespace (e.g.
1699  * create, delete, rename, rename-target) until the caller unlocks the
1700  * entry.
1701  *
1702  * The returned entry will be in one of three states:  positive hit (non-null
1703  * vnode), negative hit (null vnode), or unresolved (NCF_UNRESOLVED is set).
1704  * Unresolved entries must be resolved through the filesystem to associate the
1705  * vnode and/or determine whether a positive or negative hit has occured.
1706  *
1707  * It is not necessary to lock a directory in order to lock namespace under
1708  * that directory.  In fact, it is explicitly not allowed to do that.  A
1709  * directory is typically only locked when being created, renamed, or
1710  * destroyed.
1711  *
1712  * The directory (par) may be unresolved, in which case any returned child
1713  * will likely also be marked unresolved.  Likely but not guarenteed.  Since
1714  * the filesystem lookup requires a resolved directory vnode the caller is
1715  * responsible for resolving the namecache chain top-down.  This API 
1716  * specifically allows whole chains to be created in an unresolved state.
1717  */
1718 struct nchandle
1719 cache_nlookup(struct nchandle *par_nch, struct nlcomponent *nlc)
1720 {
1721         struct nchandle nch;
1722         struct namecache *ncp;
1723         struct namecache *new_ncp;
1724         struct nchashhead *nchpp;
1725         u_int32_t hash;
1726         globaldata_t gd;
1727
1728         numcalls++;
1729         gd = mycpu;
1730
1731         /*
1732          * Try to locate an existing entry
1733          */
1734         hash = fnv_32_buf(nlc->nlc_nameptr, nlc->nlc_namelen, FNV1_32_INIT);
1735         hash = fnv_32_buf(&par_nch->ncp, sizeof(par_nch->ncp), hash);
1736         new_ncp = NULL;
1737 restart:
1738         LIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1739                 numchecks++;
1740
1741                 /*
1742                  * Try to zap entries that have timed out.  We have
1743                  * to be careful here because locked leafs may depend
1744                  * on the vnode remaining intact in a parent, so only
1745                  * do this under very specific conditions.
1746                  */
1747                 if (ncp->nc_timeout && 
1748                     (int)(ncp->nc_timeout - ticks) < 0 &&
1749                     (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0 &&
1750                     ncp->nc_exlocks == 0 &&
1751                     TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list)
1752                 ) {
1753                         cache_zap(_cache_get(ncp));
1754                         goto restart;
1755                 }
1756
1757                 /*
1758                  * Break out if we find a matching entry.  Note that
1759                  * UNRESOLVED entries may match, but DESTROYED entries
1760                  * do not.
1761                  */
1762                 if (ncp->nc_parent == par_nch->ncp &&
1763                     ncp->nc_nlen == nlc->nlc_namelen &&
1764                     bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_nlen) == 0 &&
1765                     (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED) == 0
1766                 ) {
1767                         if (_cache_get_nonblock(ncp) == 0) {
1768                                 if (new_ncp)
1769                                         _cache_free(new_ncp);
1770                                 goto found;
1771                         }
1772                         _cache_get(ncp);
1773                         _cache_put(ncp);
1774                         goto restart;
1775                 }
1776         }
1777
1778         /*
1779          * We failed to locate an entry, create a new entry and add it to
1780          * the cache.  We have to relookup after possibly blocking in
1781          * malloc.
1782          */
1783         if (new_ncp == NULL) {
1784                 new_ncp = cache_alloc(nlc->nlc_namelen);
1785                 goto restart;
1786         }
1787
1788         ncp = new_ncp;
1789
1790         /*
1791          * Initialize as a new UNRESOLVED entry, lock (non-blocking),
1792          * and link to the parent.  The mount point is usually inherited
1793          * from the parent unless this is a special case such as a mount
1794          * point where nlc_namelen is 0.   If nlc_namelen is 0 nc_name will
1795          * be NULL.
1796          */
1797         if (nlc->nlc_namelen) {
1798                 bcopy(nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_name, nlc->nlc_namelen);
1799                 ncp->nc_name[nlc->nlc_namelen] = 0;
1800         }
1801         nchpp = NCHHASH(hash);
1802         LIST_INSERT_HEAD(nchpp, ncp, nc_hash);
1803         ncp->nc_flag |= NCF_HASHED;
1804         cache_link_parent(ncp, par_nch->ncp);
1805 found:
1806         /*
1807          * stats and namecache size management
1808          */
1809         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)
1810                 ++gd->gd_nchstats->ncs_miss;
1811         else if (ncp->nc_vp)
1812                 ++gd->gd_nchstats->ncs_goodhits;
1813         else
1814                 ++gd->gd_nchstats->ncs_neghits;
1815         cache_hysteresis();
1816         nch.mount = par_nch->mount;
1817         nch.ncp = ncp;
1818         ++nch.mount->mnt_refs;
1819         return(nch);
1820 }
1821
1822 /*
1823  * The namecache entry is marked as being used as a mount point. 
1824  * Locate the mount if it is visible to the caller.
1825  */
1826 struct findmount_info {
1827         struct mount *result;
1828         struct mount *nch_mount;
1829         struct namecache *nch_ncp;
1830 };
1831
1832 static
1833 int
1834 cache_findmount_callback(struct mount *mp, void *data)
1835 {
1836         struct findmount_info *info = data;
1837
1838         /*
1839          * Check the mount's mounted-on point against the passed nch.
1840          */
1841         if (mp->mnt_ncmounton.mount == info->nch_mount &&
1842             mp->mnt_ncmounton.ncp == info->nch_ncp
1843         ) {
1844             info->result = mp;
1845             return(-1);
1846         }
1847         return(0);
1848 }
1849
1850 struct mount *
1851 cache_findmount(struct nchandle *nch)
1852 {
1853         struct findmount_info info;
1854
1855         info.result = NULL;
1856         info.nch_mount = nch->mount;
1857         info.nch_ncp = nch->ncp;
1858         mountlist_scan(cache_findmount_callback, &info,
1859                                MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
1860         return(info.result);
1861 }
1862
1863 /*
1864  * Resolve an unresolved namecache entry, generally by looking it up.
1865  * The passed ncp must be locked and refd. 
1866  *
1867  * Theoretically since a vnode cannot be recycled while held, and since
1868  * the nc_parent chain holds its vnode as long as children exist, the
1869  * direct parent of the cache entry we are trying to resolve should
1870  * have a valid vnode.  If not then generate an error that we can 
1871  * determine is related to a resolver bug.
1872  *
1873  * However, if a vnode was in the middle of a recyclement when the NCP
1874  * got locked, ncp->nc_vp might point to a vnode that is about to become
1875  * invalid.  cache_resolve() handles this case by unresolving the entry
1876  * and then re-resolving it.
1877  *
1878  * Note that successful resolution does not necessarily return an error
1879  * code of 0.  If the ncp resolves to a negative cache hit then ENOENT
1880  * will be returned.
1881  */
1882 int
1883 cache_resolve(struct nchandle *nch, struct ucred *cred)
1884 {
1885         struct namecache *par;
1886         struct namecache *ncp;
1887         struct nchandle nctmp;
1888         struct mount *mp;
1889         struct vnode *dvp;
1890         int error;
1891
1892         ncp = nch->ncp;
1893         mp = nch->mount;
1894 restart:
1895         /*
1896          * If the ncp is already resolved we have nothing to do.  However,
1897          * we do want to guarentee that a usable vnode is returned when
1898          * a vnode is present, so make sure it hasn't been reclaimed.
1899          */
1900         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
1901                 if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
1902                         _cache_setunresolved(ncp);
1903                 if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0)
1904                         return (ncp->nc_error);
1905         }
1906
1907         /*
1908          * Mount points need special handling because the parent does not
1909          * belong to the same filesystem as the ncp.
1910          */
1911         if (ncp == mp->mnt_ncmountpt.ncp)
1912                 return (cache_resolve_mp(mp));
1913
1914         /*
1915          * We expect an unbroken chain of ncps to at least the mount point,
1916          * and even all the way to root (but this code doesn't have to go
1917          * past the mount point).
1918          */
1919         if (ncp->nc_parent == NULL) {
1920                 kprintf("EXDEV case 1 %p %*.*s\n", ncp,
1921                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name);
1922                 ncp->nc_error = EXDEV;
1923                 return(ncp->nc_error);
1924         }
1925
1926         /*
1927          * The vp's of the parent directories in the chain are held via vhold()
1928          * due to the existance of the child, and should not disappear. 
1929          * However, there are cases where they can disappear:
1930          *
1931          *      - due to filesystem I/O errors.
1932          *      - due to NFS being stupid about tracking the namespace and
1933          *        destroys the namespace for entire directories quite often.
1934          *      - due to forced unmounts.
1935          *      - due to an rmdir (parent will be marked DESTROYED)
1936          *
1937          * When this occurs we have to track the chain backwards and resolve
1938          * it, looping until the resolver catches up to the current node.  We
1939          * could recurse here but we might run ourselves out of kernel stack
1940          * so we do it in a more painful manner.  This situation really should
1941          * not occur all that often, or if it does not have to go back too
1942          * many nodes to resolve the ncp.
1943          */
1944         while (ncp->nc_parent->nc_vp == NULL) {
1945                 /*
1946                  * This case can occur if a process is CD'd into a
1947                  * directory which is then rmdir'd.  If the parent is marked
1948                  * destroyed there is no point trying to resolve it.
1949                  */
1950                 if (ncp->nc_parent->nc_flag & NCF_DESTROYED)
1951                         return(ENOENT);
1952
1953                 par = ncp->nc_parent;
1954                 while (par->nc_parent && par->nc_parent->nc_vp == NULL)
1955                         par = par->nc_parent;
1956                 if (par->nc_parent == NULL) {
1957                         kprintf("EXDEV case 2 %*.*s\n",
1958                                 par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
1959                         return (EXDEV);
1960                 }
1961                 kprintf("[diagnostic] cache_resolve: had to recurse on %*.*s\n",
1962                         par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
1963                 /*
1964                  * The parent is not set in stone, ref and lock it to prevent
1965                  * it from disappearing.  Also note that due to renames it
1966                  * is possible for our ncp to move and for par to no longer
1967                  * be one of its parents.  We resolve it anyway, the loop 
1968                  * will handle any moves.
1969                  */
1970                 _cache_get(par);
1971                 if (par == nch->mount->mnt_ncmountpt.ncp) {
1972                         cache_resolve_mp(nch->mount);
1973                 } else if ((dvp = par->nc_parent->nc_vp) == NULL) {
1974                         kprintf("[diagnostic] cache_resolve: raced on %*.*s\n", par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
1975                         _cache_put(par);
1976                         continue;
1977                 } else if (par->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
1978                         /* vhold(dvp); - DVP can't go away */
1979                         nctmp.mount = mp;
1980                         nctmp.ncp = par;
1981                         par->nc_error = VOP_NRESOLVE(&nctmp, dvp, cred);
1982                         /* vdrop(dvp); */
1983                 }
1984                 if ((error = par->nc_error) != 0) {
1985                         if (par->nc_error != EAGAIN) {
1986                                 kprintf("EXDEV case 3 %*.*s error %d\n",
1987                                     par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name,
1988                                     par->nc_error);
1989                                 _cache_put(par);
1990                                 return(error);
1991                         }
1992                         kprintf("[diagnostic] cache_resolve: EAGAIN par %p %*.*s\n",
1993                                 par, par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
1994                 }
1995                 _cache_put(par);
1996                 /* loop */
1997         }
1998
1999         /*
2000          * Call VOP_NRESOLVE() to get the vp, then scan for any disconnected
2001          * ncp's and reattach them.  If this occurs the original ncp is marked
2002          * EAGAIN to force a relookup.
2003          *
2004          * NOTE: in order to call VOP_NRESOLVE(), the parent of the passed
2005          * ncp must already be resolved.
2006          */
2007         dvp = ncp->nc_parent->nc_vp;
2008         /* vhold(dvp); - dvp can't go away */
2009         nctmp.mount = mp;
2010         nctmp.ncp = ncp;
2011         ncp->nc_error = VOP_NRESOLVE(&nctmp, dvp, cred);
2012         /* vdrop(dvp); */
2013         if (ncp->nc_error == EAGAIN) {
2014                 kprintf("[diagnostic] cache_resolve: EAGAIN ncp %p %*.*s\n",
2015                         ncp, ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name);
2016                 goto restart;
2017         }
2018         return(ncp->nc_error);
2019 }
2020
2021 /*
2022  * Resolve the ncp associated with a mount point.  Such ncp's almost always
2023  * remain resolved and this routine is rarely called.  NFS MPs tends to force
2024  * re-resolution more often due to its mac-truck-smash-the-namecache
2025  * method of tracking namespace changes.
2026  *
2027  * The semantics for this call is that the passed ncp must be locked on
2028  * entry and will be locked on return.  However, if we actually have to
2029  * resolve the mount point we temporarily unlock the entry in order to
2030  * avoid race-to-root deadlocks due to e.g. dead NFS mounts.  Because of
2031  * the unlock we have to recheck the flags after we relock.
2032  */
2033 static int
2034 cache_resolve_mp(struct mount *mp)
2035 {
2036         struct namecache *ncp = mp->mnt_ncmountpt.ncp;
2037         struct vnode *vp;
2038         int error;
2039
2040         KKASSERT(mp != NULL);
2041
2042         /*
2043          * If the ncp is already resolved we have nothing to do.  However,
2044          * we do want to guarentee that a usable vnode is returned when
2045          * a vnode is present, so make sure it hasn't been reclaimed.
2046          */
2047         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
2048                 if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
2049                         _cache_setunresolved(ncp);
2050         }
2051
2052         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
2053                 _cache_unlock(ncp);
2054                 while (vfs_busy(mp, 0))
2055                         ;
2056                 error = VFS_ROOT(mp, &vp);
2057                 _cache_lock(ncp);
2058
2059                 /*
2060                  * recheck the ncp state after relocking.
2061                  */
2062                 if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
2063                         ncp->nc_error = error;
2064                         if (error == 0) {
2065                                 _cache_setvp(ncp, vp);
2066                                 vput(vp);
2067                         } else {
2068                                 kprintf("[diagnostic] cache_resolve_mp: failed to resolve mount %p\n", mp);
2069                                 _cache_setvp(ncp, NULL);
2070                         }
2071                 } else if (error == 0) {
2072                         vput(vp);
2073                 }
2074                 vfs_unbusy(mp);
2075         }
2076         return(ncp->nc_error);
2077 }
2078
2079 void
2080 cache_cleanneg(int count)
2081 {
2082         struct namecache *ncp;
2083
2084         /*
2085          * Automode from the vnlru proc - clean out 10% of the negative cache
2086          * entries.
2087          */
2088         if (count == 0)
2089                 count = numneg / 10 + 1;
2090
2091         /*
2092          * Attempt to clean out the specified number of negative cache
2093          * entries.
2094          */
2095         while (count) {
2096                 ncp = TAILQ_FIRST(&ncneglist);
2097                 if (ncp == NULL) {
2098                         KKASSERT(numneg == 0);
2099                         break;
2100                 }
2101                 TAILQ_REMOVE(&ncneglist, ncp, nc_vnode);
2102                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncneglist, ncp, nc_vnode);
2103                 if (_cache_get_nonblock(ncp) == 0)
2104                         cache_zap(ncp);
2105                 --count;
2106         }
2107 }
2108
2109 /*
2110  * Rehash a ncp.  Rehashing is typically required if the name changes (should
2111  * not generally occur) or the parent link changes.  This function will
2112  * unhash the ncp if the ncp is no longer hashable.
2113  */
2114 static void
2115 _cache_rehash(struct namecache *ncp)
2116 {
2117         struct nchashhead *nchpp;
2118         u_int32_t hash;
2119
2120         if (ncp->nc_flag & NCF_HASHED) {
2121                 ncp->nc_flag &= ~NCF_HASHED;
2122                 LIST_REMOVE(ncp, nc_hash);
2123         }
2124         if (ncp->nc_nlen && ncp->nc_parent) {
2125                 hash = fnv_32_buf(ncp->nc_name, ncp->nc_nlen, FNV1_32_INIT);
2126                 hash = fnv_32_buf(&ncp->nc_parent, 
2127                                         sizeof(ncp->nc_parent), hash);
2128                 nchpp = NCHHASH(hash);
2129                 LIST_INSERT_HEAD(nchpp, ncp, nc_hash);
2130                 ncp->nc_flag |= NCF_HASHED;
2131         }
2132 }
2133
2134 /*
2135  * Name cache initialization, from vfsinit() when we are booting
2136  */
2137 void
2138 nchinit(void)
2139 {
2140         int i;
2141         globaldata_t gd;
2142
2143         /* initialise per-cpu namecache effectiveness statistics. */
2144         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
2145                 gd = globaldata_find(i);
2146                 gd->gd_nchstats = &nchstats[i];
2147         }
2148         TAILQ_INIT(&ncneglist);
2149         nchashtbl = hashinit(desiredvnodes*2, M_VFSCACHE, &nchash);
2150         nclockwarn = 1 * hz;
2151 }
2152
2153 /*
2154  * Called from start_init() to bootstrap the root filesystem.  Returns
2155  * a referenced, unlocked namecache record.
2156  */
2157 void
2158 cache_allocroot(struct nchandle *nch, struct mount *mp, struct vnode *vp)
2159 {
2160         nch->ncp = cache_alloc(0);
2161         nch->mount = mp;
2162         ++mp->mnt_refs;
2163         if (vp)
2164                 _cache_setvp(nch->ncp, vp);
2165 }
2166
2167 /*
2168  * vfs_cache_setroot()
2169  *
2170  *      Create an association between the root of our namecache and
2171  *      the root vnode.  This routine may be called several times during
2172  *      booting.
2173  *
2174  *      If the caller intends to save the returned namecache pointer somewhere
2175  *      it must cache_hold() it.
2176  */
2177 void
2178 vfs_cache_setroot(struct vnode *nvp, struct nchandle *nch)
2179 {
2180         struct vnode *ovp;
2181         struct nchandle onch;
2182
2183         ovp = rootvnode;
2184         onch = rootnch;
2185         rootvnode = nvp;
2186         if (nch)
2187                 rootnch = *nch;
2188         else
2189                 cache_zero(&rootnch);
2190         if (ovp)
2191                 vrele(ovp);
2192         if (onch.ncp)
2193                 cache_drop(&onch);
2194 }
2195
2196 /*
2197  * XXX OLD API COMPAT FUNCTION.  This really messes up the new namecache
2198  * topology and is being removed as quickly as possible.  The new VOP_N*()
2199  * API calls are required to make specific adjustments using the supplied
2200  * ncp pointers rather then just bogusly purging random vnodes.
2201  *
2202  * Invalidate all namecache entries to a particular vnode as well as 
2203  * any direct children of that vnode in the namecache.  This is a 
2204  * 'catch all' purge used by filesystems that do not know any better.
2205  *
2206  * Note that the linkage between the vnode and its namecache entries will
2207  * be removed, but the namecache entries themselves might stay put due to
2208  * active references from elsewhere in the system or due to the existance of
2209  * the children.   The namecache topology is left intact even if we do not
2210  * know what the vnode association is.  Such entries will be marked
2211  * NCF_UNRESOLVED.
2212  */
2213 void
2214 cache_purge(struct vnode *vp)
2215 {
2216         cache_inval_vp(vp, CINV_DESTROY | CINV_CHILDREN);
2217 }
2218
2219 /*
2220  * Flush all entries referencing a particular filesystem.
2221  *
2222  * Since we need to check it anyway, we will flush all the invalid
2223  * entries at the same time.
2224  */
2225 #if 0
2226
2227 void
2228 cache_purgevfs(struct mount *mp)
2229 {
2230         struct nchashhead *nchpp;
2231         struct namecache *ncp, *nnp;
2232
2233         /*
2234          * Scan hash tables for applicable entries.
2235          */
2236         for (nchpp = &nchashtbl[nchash]; nchpp >= nchashtbl; nchpp--) {
2237                 ncp = LIST_FIRST(nchpp);
2238                 if (ncp)
2239                         _cache_hold(ncp);
2240                 while (ncp) {
2241                         nnp = LIST_NEXT(ncp, nc_hash);
2242                         if (nnp)
2243                                 _cache_hold(nnp);
2244                         if (ncp->nc_mount == mp) {
2245                                 _cache_lock(ncp);
2246                                 cache_zap(ncp);
2247                         } else {
2248                                 _cache_drop(ncp);
2249                         }
2250                         ncp = nnp;
2251                 }
2252         }
2253 }
2254
2255 #endif
2256
2257 /*
2258  * Create a new (theoretically) unique fsmid
2259  */
2260 int64_t
2261 cache_getnewfsmid(void)
2262 {
2263         static int fsmid_roller;
2264         int64_t fsmid;
2265
2266         ++fsmid_roller;
2267         fsmid = ((int64_t)time_second << 32) |
2268                         (fsmid_roller & 0x7FFFFFFF);
2269         return (fsmid);
2270 }
2271
2272
2273 static int disablecwd;
2274 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, disablecwd, CTLFLAG_RW, &disablecwd, 0, "");
2275
2276 static u_long numcwdcalls; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcwdcalls, &numcwdcalls);
2277 static u_long numcwdfail1; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcwdfail1, &numcwdfail1);
2278 static u_long numcwdfail2; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcwdfail2, &numcwdfail2);
2279 static u_long numcwdfail3; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcwdfail3, &numcwdfail3);
2280 static u_long numcwdfail4; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcwdfail4, &numcwdfail4);
2281 static u_long numcwdfound; STATNODE(CTLFLAG_RD, numcwdfound, &numcwdfound);
2282
2283 int
2284 sys___getcwd(struct __getcwd_args *uap)
2285 {
2286         int buflen;
2287         int error;
2288         char *buf;
2289         char *bp;
2290
2291         if (disablecwd)
2292                 return (ENODEV);
2293
2294         buflen = uap->buflen;
2295         if (buflen < 2)
2296                 return (EINVAL);
2297         if (buflen > MAXPATHLEN)
2298                 buflen = MAXPATHLEN;
2299
2300         buf = kmalloc(buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
2301         bp = kern_getcwd(buf, buflen, &error);
2302         if (error == 0)
2303                 error = copyout(bp, uap->buf, strlen(bp) + 1);
2304         kfree(buf, M_TEMP);
2305         return (error);
2306 }
2307
2308 char *
2309 kern_getcwd(char *buf, size_t buflen, int *error)
2310 {
2311         struct proc *p = curproc;
2312         char *bp;
2313         int i, slash_prefixed;
2314         struct filedesc *fdp;
2315         struct nchandle nch;
2316
2317         numcwdcalls++;
2318         bp = buf;
2319         bp += buflen - 1;
2320         *bp = '\0';
2321         fdp = p->p_fd;
2322         slash_prefixed = 0;
2323
2324         nch = fdp->fd_ncdir;
2325         while (nch.ncp && (nch.ncp != fdp->fd_nrdir.ncp || 
2326                nch.mount != fdp->fd_nrdir.mount)
2327         ) {
2328                 /*
2329                  * While traversing upwards if we encounter the root
2330                  * of the current mount we have to skip to the mount point
2331                  * in the underlying filesystem.
2332                  */
2333                 if (nch.ncp == nch.mount->mnt_ncmountpt.ncp) {
2334                         nch = nch.mount->mnt_ncmounton;
2335                         continue;
2336                 }
2337
2338                 /*
2339                  * Prepend the path segment
2340                  */
2341                 for (i = nch.ncp->nc_nlen - 1; i >= 0; i--) {
2342                         if (bp == buf) {
2343                                 numcwdfail4++;
2344                                 *error = ENOMEM;
2345                                 return(NULL);
2346                         }
2347                         *--bp = nch.ncp->nc_name[i];
2348                 }
2349                 if (bp == buf) {
2350                         numcwdfail4++;
2351                         *error = ENOMEM;
2352                         return(NULL);
2353                 }
2354                 *--bp = '/';
2355                 slash_prefixed = 1;
2356
2357                 /*
2358                  * Go up a directory.  This isn't a mount point so we don't
2359                  * have to check again.
2360                  */
2361                 nch.ncp = nch.ncp->nc_parent;
2362         }
2363         if (nch.ncp == NULL) {
2364                 numcwdfail2++;
2365                 *error = ENOENT;
2366                 return(NULL);
2367         }
2368         if (!slash_prefixed) {
2369                 if (bp == buf) {
2370                         numcwdfail4++;
2371                         *error = ENOMEM;
2372                         return(NULL);
2373                 }
2374                 *--bp = '/';
2375         }
2376         numcwdfound++;
2377         *error = 0;
2378         return (bp);
2379 }
2380
2381 /*
2382  * Thus begins the fullpath magic.
2383  */
2384
2385 #undef STATNODE
2386 #define STATNODE(name)                                                  \
2387         static u_int name;                                              \
2388         SYSCTL_UINT(_vfs_cache, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, &name, 0, "")
2389
2390 static int disablefullpath;
2391 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, disablefullpath, CTLFLAG_RW,
2392     &disablefullpath, 0, "");
2393
2394 STATNODE(numfullpathcalls);
2395 STATNODE(numfullpathfail1);
2396 STATNODE(numfullpathfail2);
2397 STATNODE(numfullpathfail3);
2398 STATNODE(numfullpathfail4);
2399 STATNODE(numfullpathfound);
2400
2401 int
2402 cache_fullpath(struct proc *p, struct nchandle *nchp, char **retbuf, char **freebuf)
2403 {
2404         char *bp, *buf;
2405         int i, slash_prefixed;
2406         struct nchandle fd_nrdir;
2407         struct nchandle nch;
2408
2409         numfullpathcalls--;
2410
2411         *retbuf = NULL; 
2412         *freebuf = NULL;
2413
2414         buf = kmalloc(MAXPATHLEN, M_TEMP, M_WAITOK);
2415         bp = buf + MAXPATHLEN - 1;
2416         *bp = '\0';
2417         if (p != NULL)
2418                 fd_nrdir = p->p_fd->fd_nrdir;
2419         else
2420                 fd_nrdir = rootnch;
2421         slash_prefixed = 0;
2422         nch = *nchp;
2423
2424         while (nch.ncp && 
2425                (nch.ncp != fd_nrdir.ncp || nch.mount != fd_nrdir.mount)
2426         ) {
2427                 /*
2428                  * While traversing upwards if we encounter the root
2429                  * of the current mount we have to skip to the mount point.
2430                  */
2431                 if (nch.ncp == nch.mount->mnt_ncmountpt.ncp) {
2432                         nch = nch.mount->mnt_ncmounton;
2433                         continue;
2434                 }
2435
2436                 /*
2437                  * Prepend the path segment
2438                  */
2439                 for (i = nch.ncp->nc_nlen - 1; i >= 0; i--) {
2440                         if (bp == buf) {
2441                                 numfullpathfail4++;
2442                                 kfree(buf, M_TEMP);
2443                                 return(ENOMEM);
2444                         }
2445                         *--bp = nch.ncp->nc_name[i];
2446                 }
2447                 if (bp == buf) {
2448                         numfullpathfail4++;
2449                         kfree(buf, M_TEMP);
2450                         return(ENOMEM);
2451                 }
2452                 *--bp = '/';
2453                 slash_prefixed = 1;
2454
2455                 /*
2456                  * Go up a directory.  This isn't a mount point so we don't
2457                  * have to check again.
2458                  */
2459                 nch.ncp = nch.ncp->nc_parent;
2460         }
2461         if (nch.ncp == NULL) {
2462                 numfullpathfail2++;
2463                 kfree(buf, M_TEMP);
2464                 return(ENOENT);
2465         }
2466
2467         if (!slash_prefixed) {
2468                 if (bp == buf) {
2469                         numfullpathfail4++;
2470                         kfree(buf, M_TEMP);
2471                         return(ENOMEM);
2472                 }
2473                 *--bp = '/';
2474         }
2475         numfullpathfound++;
2476         *retbuf = bp; 
2477         *freebuf = buf;
2478
2479         return(0);
2480 }
2481
2482 int
2483 vn_fullpath(struct proc *p, struct vnode *vn, char **retbuf, char **freebuf) 
2484 {
2485         struct namecache *ncp;
2486         struct nchandle nch;
2487
2488         numfullpathcalls++;
2489         if (disablefullpath)
2490                 return (ENODEV);
2491
2492         if (p == NULL)
2493                 return (EINVAL);
2494
2495         /* vn is NULL, client wants us to use p->p_textvp */
2496         if (vn == NULL) {
2497                 if ((vn = p->p_textvp) == NULL)
2498                         return (EINVAL);
2499         }
2500         TAILQ_FOREACH(ncp, &vn->v_namecache, nc_vnode) {
2501                 if (ncp->nc_nlen)
2502                         break;
2503         }
2504         if (ncp == NULL)
2505                 return (EINVAL);
2506
2507         numfullpathcalls--;
2508         nch.ncp = ncp;;
2509         nch.mount = vn->v_mount;
2510         return(cache_fullpath(p, &nch, retbuf, freebuf));
2511 }