86489591c14b71ae8cb917b6e9b33e9f1443e3d9
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_mount.c
1 /*
2  * Copyright (c) 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
35  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
36  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
37  * All or some portions of this file are derived from material licensed
38  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
39  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
40  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
41  *
42  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
43  * modification, are permitted provided that the following conditions
44  * are met:
45  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
46  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
47  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
48  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
49  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
50  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
51  *    must display the following acknowledgement:
52  *      This product includes software developed by the University of
53  *      California, Berkeley and its contributors.
54  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
55  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
56  *    without specific prior written permission.
57  *
58  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
59  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
60  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
61  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
62  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
63  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
64  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
65  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
66  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
67  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
68  * SUCH DAMAGE.
69  *
70  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_mount.c,v 1.37 2008/09/17 21:44:18 dillon Exp $
71  */
72
73 /*
74  * External virtual filesystem routines
75  */
76 #include "opt_ddb.h"
77
78 #include <sys/param.h>
79 #include <sys/systm.h>
80 #include <sys/kernel.h>
81 #include <sys/malloc.h>
82 #include <sys/mount.h>
83 #include <sys/proc.h>
84 #include <sys/vnode.h>
85 #include <sys/buf.h>
86 #include <sys/eventhandler.h>
87 #include <sys/kthread.h>
88 #include <sys/sysctl.h>
89
90 #include <machine/limits.h>
91
92 #include <sys/buf2.h>
93 #include <sys/thread2.h>
94 #include <sys/sysref2.h>
95
96 #include <vm/vm.h>
97 #include <vm/vm_object.h>
98
99 struct mountscan_info {
100         TAILQ_ENTRY(mountscan_info) msi_entry;
101         int msi_how;
102         struct mount *msi_node;
103 };
104
105 struct vmntvnodescan_info {
106         TAILQ_ENTRY(vmntvnodescan_info) entry;
107         struct vnode *vp;
108 };
109
110 static int vnlru_nowhere = 0;
111 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vnlru_nowhere, CTLFLAG_RD,
112             &vnlru_nowhere, 0,
113             "Number of times the vnlru process ran without success");
114
115
116 static struct lwkt_token mntid_token;
117
118 /* note: mountlist exported to pstat */
119 struct mntlist mountlist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(mountlist);
120 static TAILQ_HEAD(,mountscan_info) mountscan_list;
121 static struct lwkt_token mountlist_token;
122 static TAILQ_HEAD(,vmntvnodescan_info) mntvnodescan_list;
123 struct lwkt_token mntvnode_token;
124
125 static TAILQ_HEAD(,bio_ops) bio_ops_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(bio_ops_list);
126
127 /*
128  * Called from vfsinit()
129  */
130 void
131 vfs_mount_init(void)
132 {
133         lwkt_token_init(&mountlist_token);
134         lwkt_token_init(&mntvnode_token);
135         lwkt_token_init(&mntid_token);
136         TAILQ_INIT(&mountscan_list);
137         TAILQ_INIT(&mntvnodescan_list);
138 }
139
140 /*
141  * Support function called with mntvnode_token held to remove a vnode
142  * from the mountlist.  We must update any list scans which are in progress.
143  */
144 static void
145 vremovevnodemnt(struct vnode *vp)
146 {
147         struct vmntvnodescan_info *info;
148
149         TAILQ_FOREACH(info, &mntvnodescan_list, entry) {
150                 if (info->vp == vp)
151                         info->vp = TAILQ_NEXT(vp, v_nmntvnodes);
152         }
153         TAILQ_REMOVE(&vp->v_mount->mnt_nvnodelist, vp, v_nmntvnodes);
154 }
155
156 /*
157  * Allocate a new vnode and associate it with a tag, mount point, and
158  * operations vector.
159  *
160  * A VX locked and refd vnode is returned.  The caller should setup the
161  * remaining fields and vx_put() or, if he wishes to leave a vref,
162  * vx_unlock() the vnode.
163  */
164 int
165 getnewvnode(enum vtagtype tag, struct mount *mp,
166                 struct vnode **vpp, int lktimeout, int lkflags)
167 {
168         struct vnode *vp;
169
170         KKASSERT(mp != NULL);
171
172         vp = allocvnode(lktimeout, lkflags);
173         vp->v_tag = tag;
174         vp->v_data = NULL;
175
176         /*
177          * By default the vnode is assigned the mount point's normal
178          * operations vector.
179          */
180         vp->v_ops = &mp->mnt_vn_use_ops;
181
182         /*
183          * Placing the vnode on the mount point's queue makes it visible.
184          * VNON prevents it from being messed with, however.
185          */
186         insmntque(vp, mp);
187
188         /*
189          * A VX locked & refd vnode is returned.
190          */
191         *vpp = vp;
192         return (0);
193 }
194
195 /*
196  * This function creates vnodes with special operations vectors.  The
197  * mount point is optional.
198  *
199  * This routine is being phased out.
200  */
201 int
202 getspecialvnode(enum vtagtype tag, struct mount *mp,
203                 struct vop_ops **ops,
204                 struct vnode **vpp, int lktimeout, int lkflags)
205 {
206         struct vnode *vp;
207
208         vp = allocvnode(lktimeout, lkflags);
209         vp->v_tag = tag;
210         vp->v_data = NULL;
211         vp->v_ops = ops;
212
213         /*
214          * Placing the vnode on the mount point's queue makes it visible.
215          * VNON prevents it from being messed with, however.
216          */
217         insmntque(vp, mp);
218
219         /*
220          * A VX locked & refd vnode is returned.
221          */
222         *vpp = vp;
223         return (0);
224 }
225
226 /*
227  * Interlock against an unmount, return 0 on success, non-zero on failure.
228  *
229  * The passed flag may be 0 or LK_NOWAIT and is only used if an unmount
230  * is in-progress.  
231  *
232  * If no unmount is in-progress LK_NOWAIT is ignored.  No other flag bits
233  * are used.  A shared locked will be obtained and the filesystem will not
234  * be unmountable until the lock is released.
235  */
236 int
237 vfs_busy(struct mount *mp, int flags)
238 {
239         int lkflags;
240
241         if (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT) {
242                 if (flags & LK_NOWAIT)
243                         return (ENOENT);
244                 /* XXX not MP safe */
245                 mp->mnt_kern_flag |= MNTK_MWAIT;
246                 /*
247                  * Since all busy locks are shared except the exclusive
248                  * lock granted when unmounting, the only place that a
249                  * wakeup needs to be done is at the release of the
250                  * exclusive lock at the end of dounmount.
251                  */
252                 tsleep((caddr_t)mp, 0, "vfs_busy", 0);
253                 return (ENOENT);
254         }
255         lkflags = LK_SHARED;
256         if (lockmgr(&mp->mnt_lock, lkflags))
257                 panic("vfs_busy: unexpected lock failure");
258         return (0);
259 }
260
261 /*
262  * Free a busy filesystem.
263  */
264 void
265 vfs_unbusy(struct mount *mp)
266 {
267         lockmgr(&mp->mnt_lock, LK_RELEASE);
268 }
269
270 /*
271  * Lookup a filesystem type, and if found allocate and initialize
272  * a mount structure for it.
273  *
274  * Devname is usually updated by mount(8) after booting.
275  */
276 int
277 vfs_rootmountalloc(char *fstypename, char *devname, struct mount **mpp)
278 {
279         struct vfsconf *vfsp;
280         struct mount *mp;
281
282         if (fstypename == NULL)
283                 return (ENODEV);
284         for (vfsp = vfsconf; vfsp; vfsp = vfsp->vfc_next) {
285                 if (!strcmp(vfsp->vfc_name, fstypename))
286                         break;
287         }
288         if (vfsp == NULL)
289                 return (ENODEV);
290         mp = kmalloc(sizeof(struct mount), M_MOUNT, M_WAITOK | M_ZERO);
291         lockinit(&mp->mnt_lock, "vfslock", VLKTIMEOUT, 0);
292         vfs_busy(mp, LK_NOWAIT);
293         TAILQ_INIT(&mp->mnt_nvnodelist);
294         TAILQ_INIT(&mp->mnt_reservedvnlist);
295         TAILQ_INIT(&mp->mnt_jlist);
296         mp->mnt_nvnodelistsize = 0;
297         mp->mnt_vfc = vfsp;
298         mp->mnt_op = vfsp->vfc_vfsops;
299         mp->mnt_flag = MNT_RDONLY;
300         vfsp->vfc_refcount++;
301         mp->mnt_iosize_max = DFLTPHYS;
302         mp->mnt_stat.f_type = vfsp->vfc_typenum;
303         mp->mnt_flag |= vfsp->vfc_flags & MNT_VISFLAGMASK;
304         strncpy(mp->mnt_stat.f_fstypename, vfsp->vfc_name, MFSNAMELEN);
305         copystr(devname, mp->mnt_stat.f_mntfromname, MNAMELEN - 1, 0);
306         *mpp = mp;
307         return (0);
308 }
309
310 /*
311  * Lookup a mount point by filesystem identifier.
312  */
313 struct mount *
314 vfs_getvfs(fsid_t *fsid)
315 {
316         struct mount *mp;
317         lwkt_tokref ilock;
318
319         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
320         TAILQ_FOREACH(mp, &mountlist, mnt_list) {
321                 if (mp->mnt_stat.f_fsid.val[0] == fsid->val[0] &&
322                     mp->mnt_stat.f_fsid.val[1] == fsid->val[1]) {
323                         break;
324                 }
325         }
326         lwkt_reltoken(&ilock);
327         return (mp);
328 }
329
330 /*
331  * Get a new unique fsid.  Try to make its val[0] unique, since this value
332  * will be used to create fake device numbers for stat().  Also try (but
333  * not so hard) make its val[0] unique mod 2^16, since some emulators only
334  * support 16-bit device numbers.  We end up with unique val[0]'s for the
335  * first 2^16 calls and unique val[0]'s mod 2^16 for the first 2^8 calls.
336  *
337  * Keep in mind that several mounts may be running in parallel.  Starting
338  * the search one past where the previous search terminated is both a
339  * micro-optimization and a defense against returning the same fsid to
340  * different mounts.
341  */
342 void
343 vfs_getnewfsid(struct mount *mp)
344 {
345         static u_int16_t mntid_base;
346         lwkt_tokref ilock;
347         fsid_t tfsid;
348         int mtype;
349
350         lwkt_gettoken(&ilock, &mntid_token);
351         mtype = mp->mnt_vfc->vfc_typenum;
352         tfsid.val[1] = mtype;
353         mtype = (mtype & 0xFF) << 24;
354         for (;;) {
355                 tfsid.val[0] = makeudev(255,
356                     mtype | ((mntid_base & 0xFF00) << 8) | (mntid_base & 0xFF));
357                 mntid_base++;
358                 if (vfs_getvfs(&tfsid) == NULL)
359                         break;
360         }
361         mp->mnt_stat.f_fsid.val[0] = tfsid.val[0];
362         mp->mnt_stat.f_fsid.val[1] = tfsid.val[1];
363         lwkt_reltoken(&ilock);
364 }
365
366 /*
367  * Set the FSID for a new mount point to the template.  Adjust
368  * the FSID to avoid collisions.
369  */
370 int
371 vfs_setfsid(struct mount *mp, fsid_t *template)
372 {
373         int didmunge = 0;
374
375         bzero(&mp->mnt_stat.f_fsid, sizeof(mp->mnt_stat.f_fsid));
376         for (;;) {
377                 if (vfs_getvfs(template) == NULL)
378                         break;
379                 didmunge = 1;
380                 ++template->val[1];
381         }
382         mp->mnt_stat.f_fsid = *template;
383         return(didmunge);
384 }
385
386 /*
387  * This routine is called when we have too many vnodes.  It attempts
388  * to free <count> vnodes and will potentially free vnodes that still
389  * have VM backing store (VM backing store is typically the cause
390  * of a vnode blowout so we want to do this).  Therefore, this operation
391  * is not considered cheap.
392  *
393  * A number of conditions may prevent a vnode from being reclaimed.
394  * the buffer cache may have references on the vnode, a directory
395  * vnode may still have references due to the namei cache representing
396  * underlying files, or the vnode may be in active use.   It is not
397  * desireable to reuse such vnodes.  These conditions may cause the
398  * number of vnodes to reach some minimum value regardless of what
399  * you set kern.maxvnodes to.  Do not set kern.maxvnodes too low.
400  */
401
402 /*
403  * This is a quick non-blocking check to determine if the vnode is a good
404  * candidate for being (eventually) vgone()'d.  Returns 0 if the vnode is
405  * not a good candidate, 1 if it is.
406  */
407 static __inline int 
408 vmightfree(struct vnode *vp, int page_count)
409 {
410         if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
411                 return (0);
412 #if 0
413         if ((vp->v_flag & VFREE) && TAILQ_EMPTY(&vp->v_namecache))
414                 return (0);
415 #endif
416         if (sysref_isactive(&vp->v_sysref))
417                 return (0);
418         if (vp->v_object && vp->v_object->resident_page_count >= page_count)
419                 return (0);
420         return (1);
421 }
422
423 /*
424  * The vnode was found to be possibly vgone()able and the caller has locked it
425  * (thus the usecount should be 1 now).  Determine if the vnode is actually
426  * vgone()able, doing some cleanups in the process.  Returns 1 if the vnode
427  * can be vgone()'d, 0 otherwise.
428  *
429  * Note that v_auxrefs may be non-zero because (A) this vnode is not a leaf
430  * in the namecache topology and (B) this vnode has buffer cache bufs.
431  * We cannot remove vnodes with non-leaf namecache associations.  We do a
432  * tentitive leaf check prior to attempting to flush out any buffers but the
433  * 'real' test when all is said in done is that v_auxrefs must become 0 for
434  * the vnode to be freeable.
435  *
436  * We could theoretically just unconditionally flush when v_auxrefs != 0,
437  * but flushing data associated with non-leaf nodes (which are always
438  * directories), just throws it away for no benefit.  It is the buffer 
439  * cache's responsibility to choose buffers to recycle from the cached
440  * data point of view.
441  */
442 static int
443 visleaf(struct vnode *vp)
444 {
445         struct namecache *ncp;
446
447         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_namecache, nc_vnode) {
448                 if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
449                         return(0);
450         }
451         return(1);
452 }
453
454 /*
455  * Try to clean up the vnode to the point where it can be vgone()'d, returning
456  * 0 if it cannot be vgone()'d (or already has been), 1 if it can.  Unlike
457  * vmightfree() this routine may flush the vnode and block.  Vnodes marked
458  * VFREE are still candidates for vgone()ing because they may hold namecache
459  * resources and could be blocking the namecache directory hierarchy (and
460  * related vnodes) from being freed.
461  */
462 static int
463 vtrytomakegoneable(struct vnode *vp, int page_count)
464 {
465         if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
466                 return (0);
467         if (vp->v_sysref.refcnt > 1)
468                 return (0);
469         if (vp->v_object && vp->v_object->resident_page_count >= page_count)
470                 return (0);
471         if (vp->v_auxrefs && visleaf(vp)) {
472                 vinvalbuf(vp, V_SAVE, 0, 0);
473 #if 0   /* DEBUG */
474                 kprintf((vp->v_auxrefs ? "vrecycle: vp %p failed: %s\n" :
475                         "vrecycle: vp %p succeeded: %s\n"), vp,
476                         (TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache) ? 
477                             TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache)->nc_name : "?"));
478 #endif
479         }
480
481         /*
482          * This sequence may seem a little strange, but we need to optimize
483          * the critical path a bit.  We can't recycle vnodes with other
484          * references and because we are trying to recycle an otherwise
485          * perfectly fine vnode we have to invalidate the namecache in a
486          * way that avoids possible deadlocks (since the vnode lock is being
487          * held here).  Finally, we have to check for other references one
488          * last time in case something snuck in during the inval.
489          */
490         if (vp->v_sysref.refcnt > 1 || vp->v_auxrefs != 0)
491                 return (0);
492         if (cache_inval_vp_nonblock(vp))
493                 return (0);
494         return (vp->v_sysref.refcnt <= 1 && vp->v_auxrefs == 0);
495 }
496
497 /*
498  * Reclaim up to 1/10 of the vnodes associated with a mount point.  Try
499  * to avoid vnodes which have lots of resident pages (we are trying to free
500  * vnodes, not memory).  
501  *
502  * This routine is a callback from the mountlist scan.  The mount point
503  * in question will be busied.
504  */
505 static int
506 vlrureclaim(struct mount *mp, void *data)
507 {
508         struct vnode *vp;
509         lwkt_tokref ilock;
510         int done;
511         int trigger;
512         int usevnodes;
513         int count;
514         int trigger_mult = vnlru_nowhere;
515
516         /*
517          * Calculate the trigger point for the resident pages check.  The
518          * minimum trigger value is approximately the number of pages in
519          * the system divded by the number of vnodes.  However, due to
520          * various other system memory overheads unrelated to data caching
521          * it is a good idea to double the trigger (at least).  
522          *
523          * trigger_mult starts at 0.  If the recycler is having problems
524          * finding enough freeable vnodes it will increase trigger_mult.
525          * This should not happen in normal operation, even on machines with
526          * low amounts of memory, but extraordinary memory use by the system
527          * verses the amount of cached data can trigger it.
528          */
529         usevnodes = desiredvnodes;
530         if (usevnodes <= 0)
531                 usevnodes = 1;
532         trigger = vmstats.v_page_count * (trigger_mult + 2) / usevnodes;
533
534         done = 0;
535         lwkt_gettoken(&ilock, &mntvnode_token);
536         count = mp->mnt_nvnodelistsize / 10 + 1;
537         while (count && mp->mnt_syncer) {
538                 /*
539                  * Next vnode.  Use the special syncer vnode to placemark
540                  * the LRU.  This way the LRU code does not interfere with
541                  * vmntvnodescan().
542                  */
543                 vp = TAILQ_NEXT(mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
544                 TAILQ_REMOVE(&mp->mnt_nvnodelist, mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
545                 if (vp) {
546                         TAILQ_INSERT_AFTER(&mp->mnt_nvnodelist, vp,
547                                            mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
548                 } else {
549                         TAILQ_INSERT_HEAD(&mp->mnt_nvnodelist, mp->mnt_syncer,
550                                           v_nmntvnodes);
551                         vp = TAILQ_NEXT(mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
552                         if (vp == NULL)
553                                 break;
554                 }
555
556                 /*
557                  * __VNODESCAN__
558                  *
559                  * The VP will stick around while we hold mntvnode_token,
560                  * at least until we block, so we can safely do an initial
561                  * check, and then must check again after we lock the vnode.
562                  */
563                 if (vp->v_type == VNON ||       /* syncer or indeterminant */
564                     !vmightfree(vp, trigger)    /* critical path opt */
565                 ) {
566                         --count;
567                         continue;
568                 }
569
570                 /*
571                  * VX get the candidate vnode.  If the VX get fails the 
572                  * vnode might still be on the mountlist.  Our loop depends
573                  * on us at least cycling the vnode to the end of the
574                  * mountlist.
575                  */
576                 if (vx_get_nonblock(vp) != 0) {
577                         --count;
578                         continue;
579                 }
580
581                 /*
582                  * Since we blocked locking the vp, make sure it is still
583                  * a candidate for reclamation.  That is, it has not already
584                  * been reclaimed and only has our VX reference associated
585                  * with it.
586                  */
587                 if (vp->v_type == VNON ||       /* syncer or indeterminant */
588                     (vp->v_flag & VRECLAIMED) ||
589                     vp->v_mount != mp ||
590                     !vtrytomakegoneable(vp, trigger)    /* critical path opt */
591                 ) {
592                         --count;
593                         vx_put(vp);
594                         continue;
595                 }
596
597                 /*
598                  * All right, we are good, move the vp to the end of the
599                  * mountlist and clean it out.  The vget will have returned
600                  * an error if the vnode was destroyed (VRECLAIMED set), so we
601                  * do not have to check again.  The vput() will move the 
602                  * vnode to the free list if the vgone() was successful.
603                  */
604                 KKASSERT(vp->v_mount == mp);
605                 vgone_vxlocked(vp);
606                 vx_put(vp);
607                 ++done;
608                 --count;
609         }
610         lwkt_reltoken(&ilock);
611         return (done);
612 }
613
614 /*
615  * Attempt to recycle vnodes in a context that is always safe to block.
616  * Calling vlrurecycle() from the bowels of file system code has some
617  * interesting deadlock problems.
618  */
619 static struct thread *vnlruthread;
620 static int vnlruproc_sig;
621
622 void
623 vnlru_proc_wait(void)
624 {
625         if (vnlruproc_sig == 0) {
626                 vnlruproc_sig = 1;      /* avoid unnecessary wakeups */
627                 wakeup(vnlruthread);
628         }
629         tsleep(&vnlruproc_sig, 0, "vlruwk", hz);
630 }
631
632 static void 
633 vnlru_proc(void)
634 {
635         struct thread *td = curthread;
636         int done;
637
638         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc, td,
639             SHUTDOWN_PRI_FIRST);   
640
641         crit_enter();
642         for (;;) {
643                 kproc_suspend_loop();
644
645                 /*
646                  * Try to free some vnodes if we have too many
647                  */
648                 if (numvnodes > desiredvnodes &&
649                     freevnodes > desiredvnodes * 2 / 10) {
650                         int count = numvnodes - desiredvnodes;
651
652                         if (count > freevnodes / 100)
653                                 count = freevnodes / 100;
654                         if (count < 5)
655                                 count = 5;
656                         freesomevnodes(count);
657                 }
658
659                 /*
660                  * Nothing to do if most of our vnodes are already on
661                  * the free list.
662                  */
663                 if (numvnodes - freevnodes <= desiredvnodes * 9 / 10) {
664                         vnlruproc_sig = 0;
665                         wakeup(&vnlruproc_sig);
666                         tsleep(td, 0, "vlruwt", hz);
667                         continue;
668                 }
669                 cache_cleanneg(0);
670                 done = mountlist_scan(vlrureclaim, NULL, MNTSCAN_FORWARD);
671
672                 /*
673                  * The vlrureclaim() call only processes 1/10 of the vnodes
674                  * on each mount.  If we couldn't find any repeat the loop
675                  * at least enough times to cover all available vnodes before
676                  * we start sleeping.  Complain if the failure extends past
677                  * 30 second, every 30 seconds.
678                  */
679                 if (done == 0) {
680                         ++vnlru_nowhere;
681                         if (vnlru_nowhere % 10 == 0)
682                                 tsleep(td, 0, "vlrup", hz * 3);
683                         if (vnlru_nowhere % 100 == 0)
684                                 kprintf("vnlru_proc: vnode recycler stopped working!\n");
685                         if (vnlru_nowhere == 1000)
686                                 vnlru_nowhere = 900;
687                 } else {
688                         vnlru_nowhere = 0;
689                 }
690         }
691         crit_exit();
692 }
693
694 /*
695  * MOUNTLIST FUNCTIONS
696  */
697
698 /*
699  * mountlist_insert (MP SAFE)
700  *
701  * Add a new mount point to the mount list.
702  */
703 void
704 mountlist_insert(struct mount *mp, int how)
705 {
706         lwkt_tokref ilock;
707
708         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
709         if (how == MNTINS_FIRST)
710             TAILQ_INSERT_HEAD(&mountlist, mp, mnt_list);
711         else
712             TAILQ_INSERT_TAIL(&mountlist, mp, mnt_list);
713         lwkt_reltoken(&ilock);
714 }
715
716 /*
717  * mountlist_interlock (MP SAFE)
718  *
719  * Execute the specified interlock function with the mountlist token
720  * held.  The function will be called in a serialized fashion verses
721  * other functions called through this mechanism.
722  */
723 int
724 mountlist_interlock(int (*callback)(struct mount *), struct mount *mp)
725 {
726         lwkt_tokref ilock;
727         int error;
728
729         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
730         error = callback(mp);
731         lwkt_reltoken(&ilock);
732         return (error);
733 }
734
735 /*
736  * mountlist_boot_getfirst (DURING BOOT ONLY)
737  *
738  * This function returns the first mount on the mountlist, which is
739  * expected to be the root mount.  Since no interlocks are obtained
740  * this function is only safe to use during booting.
741  */
742
743 struct mount *
744 mountlist_boot_getfirst(void)
745 {
746         return(TAILQ_FIRST(&mountlist));
747 }
748
749 /*
750  * mountlist_remove (MP SAFE)
751  *
752  * Remove a node from the mountlist.  If this node is the next scan node
753  * for any active mountlist scans, the active mountlist scan will be 
754  * adjusted to skip the node, thus allowing removals during mountlist
755  * scans.
756  */
757 void
758 mountlist_remove(struct mount *mp)
759 {
760         struct mountscan_info *msi;
761         lwkt_tokref ilock;
762
763         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
764         TAILQ_FOREACH(msi, &mountscan_list, msi_entry) {
765                 if (msi->msi_node == mp) {
766                         if (msi->msi_how & MNTSCAN_FORWARD)
767                                 msi->msi_node = TAILQ_NEXT(mp, mnt_list);
768                         else
769                                 msi->msi_node = TAILQ_PREV(mp, mntlist, mnt_list);
770                 }
771         }
772         TAILQ_REMOVE(&mountlist, mp, mnt_list);
773         lwkt_reltoken(&ilock);
774 }
775
776 /*
777  * mountlist_scan (MP SAFE)
778  *
779  * Safely scan the mount points on the mount list.  Unless otherwise 
780  * specified each mount point will be busied prior to the callback and
781  * unbusied afterwords.  The callback may safely remove any mount point
782  * without interfering with the scan.  If the current callback
783  * mount is removed the scanner will not attempt to unbusy it.
784  *
785  * If a mount node cannot be busied it is silently skipped.
786  *
787  * The callback return value is aggregated and a total is returned.  A return
788  * value of < 0 is not aggregated and will terminate the scan.
789  *
790  * MNTSCAN_FORWARD      - the mountlist is scanned in the forward direction
791  * MNTSCAN_REVERSE      - the mountlist is scanned in reverse
792  * MNTSCAN_NOBUSY       - the scanner will make the callback without busying
793  *                        the mount node.
794  */
795 int
796 mountlist_scan(int (*callback)(struct mount *, void *), void *data, int how)
797 {
798         struct mountscan_info info;
799         lwkt_tokref ilock;
800         struct mount *mp;
801         thread_t td;
802         int count;
803         int res;
804
805         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
806
807         info.msi_how = how;
808         info.msi_node = NULL;   /* paranoia */
809         TAILQ_INSERT_TAIL(&mountscan_list, &info, msi_entry);
810
811         res = 0;
812         td = curthread;
813
814         if (how & MNTSCAN_FORWARD) {
815                 info.msi_node = TAILQ_FIRST(&mountlist);
816                 while ((mp = info.msi_node) != NULL) {
817                         if (how & MNTSCAN_NOBUSY) {
818                                 count = callback(mp, data);
819                         } else if (vfs_busy(mp, LK_NOWAIT) == 0) {
820                                 count = callback(mp, data);
821                                 if (mp == info.msi_node)
822                                         vfs_unbusy(mp);
823                         } else {
824                                 count = 0;
825                         }
826                         if (count < 0)
827                                 break;
828                         res += count;
829                         if (mp == info.msi_node)
830                                 info.msi_node = TAILQ_NEXT(mp, mnt_list);
831                 }
832         } else if (how & MNTSCAN_REVERSE) {
833                 info.msi_node = TAILQ_LAST(&mountlist, mntlist);
834                 while ((mp = info.msi_node) != NULL) {
835                         if (how & MNTSCAN_NOBUSY) {
836                                 count = callback(mp, data);
837                         } else if (vfs_busy(mp, LK_NOWAIT) == 0) {
838                                 count = callback(mp, data);
839                                 if (mp == info.msi_node)
840                                         vfs_unbusy(mp);
841                         } else {
842                                 count = 0;
843                         }
844                         if (count < 0)
845                                 break;
846                         res += count;
847                         if (mp == info.msi_node)
848                                 info.msi_node = TAILQ_PREV(mp, mntlist, mnt_list);
849                 }
850         }
851         TAILQ_REMOVE(&mountscan_list, &info, msi_entry);
852         lwkt_reltoken(&ilock);
853         return(res);
854 }
855
856 /*
857  * MOUNT RELATED VNODE FUNCTIONS
858  */
859
860 static struct kproc_desc vnlru_kp = {
861         "vnlru",
862         vnlru_proc,
863         &vnlruthread
864 };
865 SYSINIT(vnlru, SI_SUB_KTHREAD_UPDATE, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &vnlru_kp)
866
867 /*
868  * Move a vnode from one mount queue to another.
869  */
870 void
871 insmntque(struct vnode *vp, struct mount *mp)
872 {
873         lwkt_tokref ilock;
874
875         lwkt_gettoken(&ilock, &mntvnode_token);
876         /*
877          * Delete from old mount point vnode list, if on one.
878          */
879         if (vp->v_mount != NULL) {
880                 KASSERT(vp->v_mount->mnt_nvnodelistsize > 0,
881                         ("bad mount point vnode list size"));
882                 vremovevnodemnt(vp);
883                 vp->v_mount->mnt_nvnodelistsize--;
884         }
885         /*
886          * Insert into list of vnodes for the new mount point, if available.
887          * The 'end' of the LRU list is the vnode prior to mp->mnt_syncer.
888          */
889         if ((vp->v_mount = mp) == NULL) {
890                 lwkt_reltoken(&ilock);
891                 return;
892         }
893         if (mp->mnt_syncer) {
894                 TAILQ_INSERT_BEFORE(mp->mnt_syncer, vp, v_nmntvnodes);
895         } else {
896                 TAILQ_INSERT_TAIL(&mp->mnt_nvnodelist, vp, v_nmntvnodes);
897         }
898         mp->mnt_nvnodelistsize++;
899         lwkt_reltoken(&ilock);
900 }
901
902
903 /*
904  * Scan the vnodes under a mount point and issue appropriate callbacks.
905  *
906  * The fastfunc() callback is called with just the mountlist token held
907  * (no vnode lock).  It may not block and the vnode may be undergoing
908  * modifications while the caller is processing it.  The vnode will
909  * not be entirely destroyed, however, due to the fact that the mountlist
910  * token is held.  A return value < 0 skips to the next vnode without calling
911  * the slowfunc(), a return value > 0 terminates the loop.
912  *
913  * The slowfunc() callback is called after the vnode has been successfully
914  * locked based on passed flags.  The vnode is skipped if it gets rearranged
915  * or destroyed while blocking on the lock.  A non-zero return value from
916  * the slow function terminates the loop.  The slow function is allowed to
917  * arbitrarily block.  The scanning code guarentees consistency of operation
918  * even if the slow function deletes or moves the node, or blocks and some
919  * other thread deletes or moves the node.
920  */
921 int
922 vmntvnodescan(
923     struct mount *mp, 
924     int flags,
925     int (*fastfunc)(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data),
926     int (*slowfunc)(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data),
927     void *data
928 ) {
929         struct vmntvnodescan_info info;
930         lwkt_tokref ilock;
931         struct vnode *vp;
932         int r = 0;
933         int maxcount = 1000000;
934         int stopcount = 0;
935         int count = 0;
936
937         lwkt_gettoken(&ilock, &mntvnode_token);
938
939         /*
940          * If asked to do one pass stop after iterating available vnodes.
941          * Under heavy loads new vnodes can be added while we are scanning,
942          * so this isn't perfect.  Create a slop factor of 2x.
943          */
944         if (flags & VMSC_ONEPASS)
945                 stopcount = mp->mnt_nvnodelistsize * 2;
946
947         info.vp = TAILQ_FIRST(&mp->mnt_nvnodelist);
948         TAILQ_INSERT_TAIL(&mntvnodescan_list, &info, entry);
949         while ((vp = info.vp) != NULL) {
950                 if (--maxcount == 0)
951                         panic("maxcount reached during vmntvnodescan");
952
953                 /*
954                  * Skip if visible but not ready, or special (e.g.
955                  * mp->mnt_syncer) 
956                  */
957                 if (vp->v_type == VNON)
958                         goto next;
959                 KKASSERT(vp->v_mount == mp);
960
961                 /*
962                  * Quick test.  A negative return continues the loop without
963                  * calling the slow test.  0 continues onto the slow test.
964                  * A positive number aborts the loop.
965                  */
966                 if (fastfunc) {
967                         if ((r = fastfunc(mp, vp, data)) < 0) {
968                                 r = 0;
969                                 goto next;
970                         }
971                         if (r)
972                                 break;
973                 }
974
975                 /*
976                  * Get a vxlock on the vnode, retry if it has moved or isn't
977                  * in the mountlist where we expect it.
978                  */
979                 if (slowfunc) {
980                         int error;
981
982                         switch(flags & (VMSC_GETVP|VMSC_GETVX|VMSC_NOWAIT)) {
983                         case VMSC_GETVP:
984                                 error = vget(vp, LK_EXCLUSIVE);
985                                 break;
986                         case VMSC_GETVP|VMSC_NOWAIT:
987                                 error = vget(vp, LK_EXCLUSIVE|LK_NOWAIT);
988                                 break;
989                         case VMSC_GETVX:
990                                 vx_get(vp);
991                                 error = 0;
992                                 break;
993                         default:
994                                 error = 0;
995                                 break;
996                         }
997                         if (error)
998                                 goto next;
999                         /*
1000                          * Do not call the slow function if the vnode is
1001                          * invalid or if it was ripped out from under us
1002                          * while we (potentially) blocked.
1003                          */
1004                         if (info.vp == vp && vp->v_type != VNON)
1005                                 r = slowfunc(mp, vp, data);
1006
1007                         /*
1008                          * Cleanup
1009                          */
1010                         switch(flags & (VMSC_GETVP|VMSC_GETVX|VMSC_NOWAIT)) {
1011                         case VMSC_GETVP:
1012                         case VMSC_GETVP|VMSC_NOWAIT:
1013                                 vput(vp);
1014                                 break;
1015                         case VMSC_GETVX:
1016                                 vx_put(vp);
1017                                 break;
1018                         default:
1019                                 break;
1020                         }
1021                         if (r != 0)
1022                                 break;
1023                 }
1024
1025 next:
1026                 /*
1027                  * Yield after some processing.  Depending on the number
1028                  * of vnodes, we might wind up running for a long time.
1029                  * Because threads are not preemptable, time critical
1030                  * userland processes might starve.  Give them a chance
1031                  * now and then.
1032                  */
1033                 if (++count == 10000) {
1034                         /* We really want to yield a bit, so we simply sleep a tick */
1035                         tsleep(mp, 0, "vnodescn", 1);
1036                         count = 0;
1037                 }
1038
1039                 /*
1040                  * If doing one pass this decrements to zero.  If it starts
1041                  * at zero it is effectively unlimited for the purposes of
1042                  * this loop.
1043                  */
1044                 if (--stopcount == 0)
1045                         break;
1046
1047                 /*
1048                  * Iterate.  If the vnode was ripped out from under us
1049                  * info.vp will already point to the next vnode, otherwise
1050                  * we have to obtain the next valid vnode ourselves.
1051                  */
1052                 if (info.vp == vp)
1053                         info.vp = TAILQ_NEXT(vp, v_nmntvnodes);
1054         }
1055         TAILQ_REMOVE(&mntvnodescan_list, &info, entry);
1056         lwkt_reltoken(&ilock);
1057         return(r);
1058 }
1059
1060 /*
1061  * Remove any vnodes in the vnode table belonging to mount point mp.
1062  *
1063  * If FORCECLOSE is not specified, there should not be any active ones,
1064  * return error if any are found (nb: this is a user error, not a
1065  * system error). If FORCECLOSE is specified, detach any active vnodes
1066  * that are found.
1067  *
1068  * If WRITECLOSE is set, only flush out regular file vnodes open for
1069  * writing.
1070  *
1071  * SKIPSYSTEM causes any vnodes marked VSYSTEM to be skipped.
1072  *
1073  * `rootrefs' specifies the base reference count for the root vnode
1074  * of this filesystem. The root vnode is considered busy if its
1075  * v_sysref.refcnt exceeds this value. On a successful return, vflush()
1076  * will call vrele() on the root vnode exactly rootrefs times.
1077  * If the SKIPSYSTEM or WRITECLOSE flags are specified, rootrefs must
1078  * be zero.
1079  */
1080 #ifdef DIAGNOSTIC
1081 static int busyprt = 0;         /* print out busy vnodes */
1082 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, busyprt, CTLFLAG_RW, &busyprt, 0, "");
1083 #endif
1084
1085 static int vflush_scan(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data);
1086
1087 struct vflush_info {
1088         int flags;
1089         int busy;
1090         thread_t td;
1091 };
1092
1093 int
1094 vflush(struct mount *mp, int rootrefs, int flags)
1095 {
1096         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
1097         struct vnode *rootvp = NULL;
1098         int error;
1099         struct vflush_info vflush_info;
1100
1101         if (rootrefs > 0) {
1102                 KASSERT((flags & (SKIPSYSTEM | WRITECLOSE)) == 0,
1103                     ("vflush: bad args"));
1104                 /*
1105                  * Get the filesystem root vnode. We can vput() it
1106                  * immediately, since with rootrefs > 0, it won't go away.
1107                  */
1108                 if ((error = VFS_ROOT(mp, &rootvp)) != 0)
1109                         return (error);
1110                 vput(rootvp);
1111         }
1112
1113         vflush_info.busy = 0;
1114         vflush_info.flags = flags;
1115         vflush_info.td = td;
1116         vmntvnodescan(mp, VMSC_GETVX, NULL, vflush_scan, &vflush_info);
1117
1118         if (rootrefs > 0 && (flags & FORCECLOSE) == 0) {
1119                 /*
1120                  * If just the root vnode is busy, and if its refcount
1121                  * is equal to `rootrefs', then go ahead and kill it.
1122                  */
1123                 KASSERT(vflush_info.busy > 0, ("vflush: not busy"));
1124                 KASSERT(rootvp->v_sysref.refcnt >= rootrefs, ("vflush: rootrefs"));
1125                 if (vflush_info.busy == 1 && rootvp->v_sysref.refcnt == rootrefs) {
1126                         vx_lock(rootvp);
1127                         vgone_vxlocked(rootvp);
1128                         vx_unlock(rootvp);
1129                         vflush_info.busy = 0;
1130                 }
1131         }
1132         if (vflush_info.busy)
1133                 return (EBUSY);
1134         for (; rootrefs > 0; rootrefs--)
1135                 vrele(rootvp);
1136         return (0);
1137 }
1138
1139 /*
1140  * The scan callback is made with an VX locked vnode.
1141  */
1142 static int
1143 vflush_scan(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data)
1144 {
1145         struct vflush_info *info = data;
1146         struct vattr vattr;
1147
1148         /*
1149          * Skip over a vnodes marked VSYSTEM.
1150          */
1151         if ((info->flags & SKIPSYSTEM) && (vp->v_flag & VSYSTEM)) {
1152                 return(0);
1153         }
1154
1155         /*
1156          * If WRITECLOSE is set, flush out unlinked but still open
1157          * files (even if open only for reading) and regular file
1158          * vnodes open for writing. 
1159          */
1160         if ((info->flags & WRITECLOSE) &&
1161             (vp->v_type == VNON ||
1162             (VOP_GETATTR(vp, &vattr) == 0 &&
1163             vattr.va_nlink > 0)) &&
1164             (vp->v_writecount == 0 || vp->v_type != VREG)) {
1165                 return(0);
1166         }
1167
1168         /*
1169          * If we are the only holder (refcnt of 1) or the vnode is in
1170          * termination (refcnt < 0), we can vgone the vnode.
1171          */
1172         if (vp->v_sysref.refcnt <= 1) {
1173                 vgone_vxlocked(vp);
1174                 return(0);
1175         }
1176
1177         /*
1178          * If FORCECLOSE is set, forcibly close the vnode. For block
1179          * or character devices, revert to an anonymous device. For
1180          * all other files, just kill them.
1181          */
1182         if (info->flags & FORCECLOSE) {
1183                 if (vp->v_type != VBLK && vp->v_type != VCHR) {
1184                         vgone_vxlocked(vp);
1185                 } else {
1186                         vclean_vxlocked(vp, 0);
1187                         vp->v_ops = &spec_vnode_vops_p;
1188                         insmntque(vp, NULL);
1189                 }
1190                 return(0);
1191         }
1192 #ifdef DIAGNOSTIC
1193         if (busyprt)
1194                 vprint("vflush: busy vnode", vp);
1195 #endif
1196         ++info->busy;
1197         return(0);
1198 }
1199
1200 void
1201 add_bio_ops(struct bio_ops *ops)
1202 {
1203         TAILQ_INSERT_TAIL(&bio_ops_list, ops, entry);
1204 }
1205
1206 void
1207 rem_bio_ops(struct bio_ops *ops)
1208 {
1209         TAILQ_REMOVE(&bio_ops_list, ops, entry);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * This calls the bio_ops io_sync function either for a mount point
1214  * or generally.
1215  *
1216  * WARNING: softdeps is weirdly coded and just isn't happy unless
1217  * io_sync is called with a NULL mount from the general syncing code.
1218  */
1219 void
1220 bio_ops_sync(struct mount *mp)
1221 {
1222         struct bio_ops *ops;
1223
1224         if (mp) {
1225                 if ((ops = mp->mnt_bioops) != NULL)
1226                         ops->io_sync(mp);
1227         } else {
1228                 TAILQ_FOREACH(ops, &bio_ops_list, entry) {
1229                         ops->io_sync(NULL);
1230                 }
1231         }
1232 }
1233