nrelease: Minor style improvements to the Makefile
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_cache.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003,2004,2009 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. Neither the name of the University nor the names of its contributors
49  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
50  *    without specific prior written permission.
51  *
52  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
53  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
54  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
55  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
56  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
57  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
58  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
59  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
60  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
61  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
62  * SUCH DAMAGE.
63  */
64
65 #include <sys/param.h>
66 #include <sys/systm.h>
67 #include <sys/uio.h>
68 #include <sys/kernel.h>
69 #include <sys/sysctl.h>
70 #include <sys/mount.h>
71 #include <sys/vnode.h>
72 #include <sys/malloc.h>
73 #include <sys/sysproto.h>
74 #include <sys/spinlock.h>
75 #include <sys/proc.h>
76 #include <sys/namei.h>
77 #include <sys/nlookup.h>
78 #include <sys/filedesc.h>
79 #include <sys/fnv_hash.h>
80 #include <sys/globaldata.h>
81 #include <sys/kern_syscall.h>
82 #include <sys/dirent.h>
83 #include <ddb/ddb.h>
84
85 #include <sys/spinlock2.h>
86
87 #define MAX_RECURSION_DEPTH     64
88
89 /*
90  * Random lookups in the cache are accomplished with a hash table using
91  * a hash key of (nc_src_vp, name).  Each hash chain has its own spin lock.
92  *
93  * Negative entries may exist and correspond to resolved namecache
94  * structures where nc_vp is NULL.  In a negative entry, NCF_WHITEOUT
95  * will be set if the entry corresponds to a whited-out directory entry
96  * (verses simply not finding the entry at all).   pcpu_ncache[n].neg_list
97  * is locked via pcpu_ncache[n].neg_spin;
98  *
99  * MPSAFE RULES:
100  *
101  * (1) A ncp must be referenced before it can be locked.
102  *
103  * (2) A ncp must be locked in order to modify it.
104  *
105  * (3) ncp locks are always ordered child -> parent.  That may seem
106  *     backwards but forward scans use the hash table and thus can hold
107  *     the parent unlocked when traversing downward.
108  *
109  *     This allows insert/rename/delete/dot-dot and other operations
110  *     to use ncp->nc_parent links.
111  *
112  *     This also prevents a locked up e.g. NFS node from creating a
113  *     chain reaction all the way back to the root vnode / namecache.
114  *
115  * (4) parent linkages require both the parent and child to be locked.
116  */
117
118 /*
119  * Structures associated with name cacheing.
120  */
121 #define NCHHASH(hash)           (&nchashtbl[(hash) & nchash])
122 #define MINNEG                  1024
123 #define MINPOS                  1024
124 #define NCMOUNT_NUMCACHE        16301   /* prime number */
125
126 MALLOC_DEFINE(M_VFSCACHE, "vfscache", "VFS name cache entries");
127
128 TAILQ_HEAD(nchash_list, namecache);
129
130 /*
131  * Don't cachealign, but at least pad to 32 bytes so entries
132  * don't cross a cache line.
133  */
134 struct nchash_head {
135        struct nchash_list list; /* 16 bytes */
136        struct spinlock  spin;   /* 8 bytes */
137        long     pad01;          /* 8 bytes */
138 };
139
140 struct ncmount_cache {
141         struct spinlock spin;
142         struct namecache *ncp;
143         struct mount *mp;
144         int isneg;              /* if != 0 mp is originator and not target */
145 } __cachealign;
146
147 struct pcpu_ncache {
148         struct spinlock         neg_spin;       /* for neg_list and neg_count */
149         struct namecache_list   neg_list;
150         long                    neg_count;
151         long                    vfscache_negs;
152         long                    vfscache_count;
153         long                    vfscache_leafs;
154         long                    numdefered;
155 } __cachealign;
156
157 __read_mostly static struct nchash_head *nchashtbl;
158 __read_mostly static struct pcpu_ncache *pcpu_ncache;
159 static struct ncmount_cache     ncmount_cache[NCMOUNT_NUMCACHE];
160
161 /*
162  * ncvp_debug - debug cache_fromvp().  This is used by the NFS server
163  * to create the namecache infrastructure leading to a dangling vnode.
164  *
165  * 0    Only errors are reported
166  * 1    Successes are reported
167  * 2    Successes + the whole directory scan is reported
168  * 3    Force the directory scan code run as if the parent vnode did not
169  *      have a namecache record, even if it does have one.
170  */
171 __read_mostly static int        ncvp_debug;
172 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncvp_debug, CTLFLAG_RW, &ncvp_debug, 0,
173     "Namecache debug level (0-3)");
174
175 __read_mostly static u_long nchash;             /* size of hash table */
176 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, nchash, CTLFLAG_RD, &nchash, 0,
177     "Size of namecache hash table");
178
179 __read_mostly static int ncnegflush = 10;       /* burst for negative flush */
180 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncnegflush, CTLFLAG_RW, &ncnegflush, 0,
181     "Batch flush negative entries");
182
183 __read_mostly static int ncposflush = 10;       /* burst for positive flush */
184 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncposflush, CTLFLAG_RW, &ncposflush, 0,
185     "Batch flush positive entries");
186
187 __read_mostly static int ncnegfactor = 16;      /* ratio of negative entries */
188 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncnegfactor, CTLFLAG_RW, &ncnegfactor, 0,
189     "Ratio of namecache negative entries");
190
191 __read_mostly static int nclockwarn;    /* warn on locked entries in ticks */
192 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, nclockwarn, CTLFLAG_RW, &nclockwarn, 0,
193     "Warn on locked namecache entries in ticks");
194
195 __read_mostly static int ncposlimit;    /* number of cache entries allocated */
196 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncposlimit, CTLFLAG_RW, &ncposlimit, 0,
197     "Number of cache entries allocated");
198
199 __read_mostly static int ncp_shared_lock_disable = 0;
200 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncp_shared_lock_disable, CTLFLAG_RW,
201            &ncp_shared_lock_disable, 0, "Disable shared namecache locks");
202
203 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vnsize, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct vnode),
204     "sizeof(struct vnode)");
205 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncsize, CTLFLAG_RD, 0, sizeof(struct namecache),
206     "sizeof(struct namecache)");
207
208 __read_mostly static int ncmount_cache_enable = 1;
209 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, ncmount_cache_enable, CTLFLAG_RW,
210            &ncmount_cache_enable, 0, "mount point cache");
211
212 static __inline void _cache_drop(struct namecache *ncp);
213 static int cache_resolve_mp(struct mount *mp);
214 static struct vnode *cache_dvpref(struct namecache *ncp);
215 static void _cache_lock(struct namecache *ncp);
216 static void _cache_setunresolved(struct namecache *ncp);
217 static void _cache_cleanneg(long count);
218 static void _cache_cleanpos(long count);
219 static void _cache_cleandefered(void);
220 static void _cache_unlink(struct namecache *ncp);
221 #if 0
222 static void vfscache_rollup_all(void);
223 #endif
224
225 /*
226  * The new name cache statistics (these are rolled up globals and not
227  * modified in the critical path, see struct pcpu_ncache).
228  */
229 SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, cache, CTLFLAG_RW, 0, "Name cache statistics");
230 static long vfscache_negs;
231 SYSCTL_LONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numneg, CTLFLAG_RD, &vfscache_negs, 0,
232     "Number of negative namecache entries");
233 static long vfscache_count;
234 SYSCTL_LONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numcache, CTLFLAG_RD, &vfscache_count, 0,
235     "Number of namecaches entries");
236 static long vfscache_leafs;
237 SYSCTL_LONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numleafs, CTLFLAG_RD, &vfscache_leafs, 0,
238     "Number of namecaches entries");
239 static long     numdefered;
240 SYSCTL_LONG(_debug, OID_AUTO, numdefered, CTLFLAG_RD, &numdefered, 0,
241     "Number of cache entries allocated");
242
243
244 struct nchstats nchstats[SMP_MAXCPU];
245 /*
246  * Export VFS cache effectiveness statistics to user-land.
247  *
248  * The statistics are left for aggregation to user-land so
249  * neat things can be achieved, like observing per-CPU cache
250  * distribution.
251  */
252 static int
253 sysctl_nchstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
254 {
255         struct globaldata *gd;
256         int i, error;
257
258         error = 0;
259         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
260                 gd = globaldata_find(i);
261                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, (void *)&(*gd->gd_nchstats),
262                         sizeof(struct nchstats))))
263                         break;
264         }
265
266         return (error);
267 }
268 SYSCTL_PROC(_vfs_cache, OID_AUTO, nchstats, CTLTYPE_OPAQUE|CTLFLAG_RD,
269   0, 0, sysctl_nchstats, "S,nchstats", "VFS cache effectiveness statistics");
270
271 static struct namecache *cache_zap(struct namecache *ncp, int nonblock);
272
273 /*
274  * Cache mount points and namecache records in order to avoid unnecessary
275  * atomic ops on mnt_refs and ncp->refs.  This improves concurrent SMP
276  * performance and is particularly important on multi-socket systems to
277  * reduce cache-line ping-ponging.
278  *
279  * Try to keep the pcpu structure within one cache line (~64 bytes).
280  */
281 #define MNTCACHE_COUNT      5
282
283 struct mntcache {
284         struct mount    *mntary[MNTCACHE_COUNT];
285         struct namecache *ncp1;
286         struct namecache *ncp2;
287         struct nchandle  ncdir;
288         int             iter;
289         int             unused01;
290 } __cachealign;
291
292 static struct mntcache  pcpu_mntcache[MAXCPU];
293
294 static
295 void
296 _cache_mntref(struct mount *mp)
297 {
298         struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[mycpu->gd_cpuid];
299         int i;
300
301         for (i = 0; i < MNTCACHE_COUNT; ++i) {
302                 if (cache->mntary[i] != mp)
303                         continue;
304                 if (atomic_cmpset_ptr((void *)&cache->mntary[i], mp, NULL))
305                         return;
306         }
307         atomic_add_int(&mp->mnt_refs, 1);
308 }
309
310 static
311 void
312 _cache_mntrel(struct mount *mp)
313 {
314         struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[mycpu->gd_cpuid];
315         int i;
316
317         for (i = 0; i < MNTCACHE_COUNT; ++i) {
318                 if (cache->mntary[i] == NULL) {
319                         mp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->mntary[i], mp);
320                         if (mp == NULL)
321                                 return;
322                 }
323         }
324         i = (int)((uint32_t)++cache->iter % (uint32_t)MNTCACHE_COUNT);
325         mp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->mntary[i], mp);
326         if (mp)
327                 atomic_add_int(&mp->mnt_refs, -1);
328 }
329
330 /*
331  * Clears all cached mount points on all cpus.  This routine should only
332  * be called when we are waiting for a mount to clear, e.g. so we can
333  * unmount.
334  */
335 void
336 cache_clearmntcache(void)
337 {
338         int n;
339
340         for (n = 0; n < ncpus; ++n) {
341                 struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[n];
342                 struct namecache *ncp;
343                 struct mount *mp;
344                 int i;
345
346                 for (i = 0; i < MNTCACHE_COUNT; ++i) {
347                         if (cache->mntary[i]) {
348                                 mp = atomic_swap_ptr(
349                                         (void *)&cache->mntary[i], NULL);
350                                 if (mp)
351                                         atomic_add_int(&mp->mnt_refs, -1);
352                         }
353                 }
354                 if (cache->ncp1) {
355                         ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncp1, NULL);
356                         if (ncp)
357                                 _cache_drop(ncp);
358                 }
359                 if (cache->ncp2) {
360                         ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncp2, NULL);
361                         if (ncp)
362                                 _cache_drop(ncp);
363                 }
364                 if (cache->ncdir.ncp) {
365                         ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncdir.ncp, NULL);
366                         if (ncp)
367                                 _cache_drop(ncp);
368                 }
369                 if (cache->ncdir.mount) {
370                         mp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncdir.mount, NULL);
371                         if (mp)
372                                 atomic_add_int(&mp->mnt_refs, -1);
373                 }
374         }
375 }
376
377
378 /*
379  * Namespace locking.  The caller must already hold a reference to the
380  * namecache structure in order to lock/unlock it.  This function prevents
381  * the namespace from being created or destroyed by accessors other then
382  * the lock holder.
383  *
384  * Note that holding a locked namecache structure prevents other threads
385  * from making namespace changes (e.g. deleting or creating), prevents
386  * vnode association state changes by other threads, and prevents the
387  * namecache entry from being resolved or unresolved by other threads.
388  *
389  * An exclusive lock owner has full authority to associate/disassociate
390  * vnodes and resolve/unresolve the locked ncp.
391  *
392  * A shared lock owner only has authority to acquire the underlying vnode,
393  * if any.
394  *
395  * The primary lock field is nc_lockstatus.  nc_locktd is set after the
396  * fact (when locking) or cleared prior to unlocking.
397  *
398  * WARNING!  Holding a locked ncp will prevent a vnode from being destroyed
399  *           or recycled, but it does NOT help you if the vnode had already
400  *           initiated a recyclement.  If this is important, use cache_get()
401  *           rather then cache_lock() (and deal with the differences in the
402  *           way the refs counter is handled).  Or, alternatively, make an
403  *           unconditional call to cache_validate() or cache_resolve()
404  *           after cache_lock() returns.
405  */
406 static
407 void
408 _cache_lock(struct namecache *ncp)
409 {
410         thread_t td;
411         int didwarn;
412         int begticks;
413         int error;
414         u_int count;
415
416         KKASSERT(ncp->nc_refs != 0);
417         didwarn = 0;
418         begticks = 0;
419         td = curthread;
420
421         for (;;) {
422                 count = ncp->nc_lockstatus;
423                 cpu_ccfence();
424
425                 if ((count & ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ)) == 0) {
426                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
427                                               count, count + 1)) {
428                                 /*
429                                  * The vp associated with a locked ncp must
430                                  * be held to prevent it from being recycled.
431                                  *
432                                  * WARNING!  If VRECLAIMED is set the vnode
433                                  * could already be in the middle of a recycle.
434                                  * Callers must use cache_vref() or
435                                  * cache_vget() on the locked ncp to
436                                  * validate the vp or set the cache entry
437                                  * to unresolved.
438                                  *
439                                  * NOTE! vhold() is allowed if we hold a
440                                  *       lock on the ncp (which we do).
441                                  */
442                                 ncp->nc_locktd = td;
443                                 if (ncp->nc_vp)
444                                         vhold(ncp->nc_vp);
445                                 break;
446                         }
447                         /* cmpset failed */
448                         continue;
449                 }
450                 if (ncp->nc_locktd == td) {
451                         KKASSERT((count & NC_SHLOCK_FLAG) == 0);
452                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
453                                               count, count + 1)) {
454                                 break;
455                         }
456                         /* cmpset failed */
457                         continue;
458                 }
459                 tsleep_interlock(&ncp->nc_locktd, 0);
460                 if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus, count,
461                                       count | NC_EXLOCK_REQ) == 0) {
462                         /* cmpset failed */
463                         continue;
464                 }
465                 if (begticks == 0)
466                         begticks = ticks;
467                 error = tsleep(&ncp->nc_locktd, PINTERLOCKED,
468                                "clock", nclockwarn);
469                 if (error == EWOULDBLOCK) {
470                         if (didwarn == 0) {
471                                 didwarn = ticks;
472                                 kprintf("[diagnostic] cache_lock: "
473                                         "%s blocked on %p %08x",
474                                         td->td_comm, ncp, count);
475                                 kprintf(" \"%*.*s\"\n",
476                                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen,
477                                         ncp->nc_name);
478                         }
479                 }
480                 /* loop */
481         }
482         if (didwarn) {
483                 kprintf("[diagnostic] cache_lock: %s unblocked %*.*s after "
484                         "%d secs\n",
485                         td->td_comm,
486                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name,
487                         (int)(ticks + (hz / 2) - begticks) / hz);
488         }
489 }
490
491 /*
492  * The shared lock works similarly to the exclusive lock except
493  * nc_locktd is left NULL and we need an interlock (VHOLD) to
494  * prevent vhold() races, since the moment our cmpset_int succeeds
495  * another cpu can come in and get its own shared lock.
496  *
497  * A critical section is needed to prevent interruption during the
498  * VHOLD interlock.
499  */
500 static
501 void
502 _cache_lock_shared(struct namecache *ncp)
503 {
504         int didwarn;
505         int error;
506         u_int count;
507         u_int optreq = NC_EXLOCK_REQ;
508
509         KKASSERT(ncp->nc_refs != 0);
510         didwarn = 0;
511
512         for (;;) {
513                 count = ncp->nc_lockstatus;
514                 cpu_ccfence();
515
516                 if ((count & ~NC_SHLOCK_REQ) == 0) {
517                         crit_enter();
518                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
519                                       count,
520                                       (count + 1) | NC_SHLOCK_FLAG |
521                                                     NC_SHLOCK_VHOLD)) {
522                                 /*
523                                  * The vp associated with a locked ncp must
524                                  * be held to prevent it from being recycled.
525                                  *
526                                  * WARNING!  If VRECLAIMED is set the vnode
527                                  * could already be in the middle of a recycle.
528                                  * Callers must use cache_vref() or
529                                  * cache_vget() on the locked ncp to
530                                  * validate the vp or set the cache entry
531                                  * to unresolved.
532                                  *
533                                  * NOTE! vhold() is allowed if we hold a
534                                  *       lock on the ncp (which we do).
535                                  */
536                                 if (ncp->nc_vp)
537                                         vhold(ncp->nc_vp);
538                                 atomic_clear_int(&ncp->nc_lockstatus,
539                                                  NC_SHLOCK_VHOLD);
540                                 crit_exit();
541                                 break;
542                         }
543                         /* cmpset failed */
544                         crit_exit();
545                         continue;
546                 }
547
548                 /*
549                  * If already held shared we can just bump the count, but
550                  * only allow this if nobody is trying to get the lock
551                  * exclusively.  If we are blocking too long ignore excl
552                  * requests (which can race/deadlock us).
553                  *
554                  * VHOLD is a bit of a hack.  Even though we successfully
555                  * added another shared ref, the cpu that got the first
556                  * shared ref might not yet have held the vnode.
557                  */
558                 if ((count & (optreq|NC_SHLOCK_FLAG)) == NC_SHLOCK_FLAG) {
559                         KKASSERT((count & ~(NC_EXLOCK_REQ |
560                                             NC_SHLOCK_REQ |
561                                             NC_SHLOCK_FLAG)) > 0);
562                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
563                                               count, count + 1)) {
564                                 while (ncp->nc_lockstatus & NC_SHLOCK_VHOLD)
565                                         cpu_pause();
566                                 break;
567                         }
568                         continue;
569                 }
570                 tsleep_interlock(ncp, 0);
571                 if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus, count,
572                                       count | NC_SHLOCK_REQ) == 0) {
573                         /* cmpset failed */
574                         continue;
575                 }
576                 error = tsleep(ncp, PINTERLOCKED, "clocksh", nclockwarn);
577                 if (error == EWOULDBLOCK) {
578                         optreq = 0;
579                         if (didwarn == 0) {
580                                 didwarn = ticks - nclockwarn;
581                                 kprintf("[diagnostic] cache_lock_shared: "
582                                         "%s blocked on %p %08x "
583                                         "\"%*.*s\"\n",
584                                         curthread->td_comm, ncp, count,
585                                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen,
586                                         ncp->nc_name);
587                         }
588                 }
589                 /* loop */
590         }
591         if (didwarn) {
592                 kprintf("[diagnostic] cache_lock_shared: "
593                         "%s unblocked %*.*s after %d secs\n",
594                         curthread->td_comm,
595                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name,
596                         (int)(ticks - didwarn) / hz);
597         }
598 }
599
600 /*
601  * Lock ncp exclusively, return 0 on success.
602  *
603  * NOTE: nc_refs may be zero if the ncp is interlocked by circumstance,
604  *       such as the case where one of its children is locked.
605  */
606 static
607 int
608 _cache_lock_nonblock(struct namecache *ncp)
609 {
610         thread_t td;
611         u_int count;
612
613         td = curthread;
614
615         for (;;) {
616                 count = ncp->nc_lockstatus;
617
618                 if ((count & ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ)) == 0) {
619                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
620                                               count, count + 1)) {
621                                 /*
622                                  * The vp associated with a locked ncp must
623                                  * be held to prevent it from being recycled.
624                                  *
625                                  * WARNING!  If VRECLAIMED is set the vnode
626                                  * could already be in the middle of a recycle.
627                                  * Callers must use cache_vref() or
628                                  * cache_vget() on the locked ncp to
629                                  * validate the vp or set the cache entry
630                                  * to unresolved.
631                                  *
632                                  * NOTE! vhold() is allowed if we hold a
633                                  *       lock on the ncp (which we do).
634                                  */
635                                 ncp->nc_locktd = td;
636                                 if (ncp->nc_vp)
637                                         vhold(ncp->nc_vp);
638                                 break;
639                         }
640                         /* cmpset failed */
641                         continue;
642                 }
643                 if (ncp->nc_locktd == td) {
644                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
645                                               count, count + 1)) {
646                                 break;
647                         }
648                         /* cmpset failed */
649                         continue;
650                 }
651                 return(EWOULDBLOCK);
652         }
653         return(0);
654 }
655
656 /*
657  * The shared lock works similarly to the exclusive lock except
658  * nc_locktd is left NULL and we need an interlock (VHOLD) to
659  * prevent vhold() races, since the moment our cmpset_int succeeds
660  * another cpu can come in and get its own shared lock.
661  *
662  * A critical section is needed to prevent interruption during the
663  * VHOLD interlock.
664  */
665 static
666 int
667 _cache_lock_shared_nonblock(struct namecache *ncp)
668 {
669         u_int count;
670
671         for (;;) {
672                 count = ncp->nc_lockstatus;
673
674                 if ((count & ~NC_SHLOCK_REQ) == 0) {
675                         crit_enter();
676                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
677                                       count,
678                                       (count + 1) | NC_SHLOCK_FLAG |
679                                                     NC_SHLOCK_VHOLD)) {
680                                 /*
681                                  * The vp associated with a locked ncp must
682                                  * be held to prevent it from being recycled.
683                                  *
684                                  * WARNING!  If VRECLAIMED is set the vnode
685                                  * could already be in the middle of a recycle.
686                                  * Callers must use cache_vref() or
687                                  * cache_vget() on the locked ncp to
688                                  * validate the vp or set the cache entry
689                                  * to unresolved.
690                                  *
691                                  * NOTE! vhold() is allowed if we hold a
692                                  *       lock on the ncp (which we do).
693                                  */
694                                 if (ncp->nc_vp)
695                                         vhold(ncp->nc_vp);
696                                 atomic_clear_int(&ncp->nc_lockstatus,
697                                                  NC_SHLOCK_VHOLD);
698                                 crit_exit();
699                                 break;
700                         }
701                         /* cmpset failed */
702                         crit_exit();
703                         continue;
704                 }
705
706                 /*
707                  * If already held shared we can just bump the count, but
708                  * only allow this if nobody is trying to get the lock
709                  * exclusively.
710                  *
711                  * VHOLD is a bit of a hack.  Even though we successfully
712                  * added another shared ref, the cpu that got the first
713                  * shared ref might not yet have held the vnode.
714                  */
715                 if ((count & (NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_FLAG)) ==
716                     NC_SHLOCK_FLAG) {
717                         KKASSERT((count & ~(NC_EXLOCK_REQ |
718                                             NC_SHLOCK_REQ |
719                                             NC_SHLOCK_FLAG)) > 0);
720                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
721                                               count, count + 1)) {
722                                 while (ncp->nc_lockstatus & NC_SHLOCK_VHOLD)
723                                         cpu_pause();
724                                 break;
725                         }
726                         continue;
727                 }
728                 return(EWOULDBLOCK);
729         }
730         return(0);
731 }
732
733 /*
734  * Helper function
735  *
736  * NOTE: nc_refs can be 0 (degenerate case during _cache_drop).
737  *
738  *       nc_locktd must be NULLed out prior to nc_lockstatus getting cleared.
739  */
740 static
741 void
742 _cache_unlock(struct namecache *ncp)
743 {
744         thread_t td __debugvar = curthread;
745         u_int count;
746         u_int ncount;
747         struct vnode *dropvp;
748
749         KKASSERT(ncp->nc_refs >= 0);
750         KKASSERT((ncp->nc_lockstatus & ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ)) > 0);
751         KKASSERT((ncp->nc_lockstatus & NC_SHLOCK_FLAG) || ncp->nc_locktd == td);
752
753         count = ncp->nc_lockstatus;
754         cpu_ccfence();
755
756         /*
757          * Clear nc_locktd prior to the atomic op (excl lock only)
758          */
759         if ((count & ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ)) == 1)
760                 ncp->nc_locktd = NULL;
761         dropvp = NULL;
762
763         for (;;) {
764                 if ((count &
765                      ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ|NC_SHLOCK_FLAG)) == 1) {
766                         dropvp = ncp->nc_vp;
767                         if (count & NC_EXLOCK_REQ)
768                                 ncount = count & NC_SHLOCK_REQ; /* cnt->0 */
769                         else
770                                 ncount = 0;
771
772                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
773                                               count, ncount)) {
774                                 if (count & NC_EXLOCK_REQ)
775                                         wakeup(&ncp->nc_locktd);
776                                 else if (count & NC_SHLOCK_REQ)
777                                         wakeup(ncp);
778                                 break;
779                         }
780                         dropvp = NULL;
781                 } else {
782                         KKASSERT((count & NC_SHLOCK_VHOLD) == 0);
783                         KKASSERT((count & ~(NC_EXLOCK_REQ |
784                                             NC_SHLOCK_REQ |
785                                             NC_SHLOCK_FLAG)) > 1);
786                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_lockstatus,
787                                               count, count - 1)) {
788                                 break;
789                         }
790                 }
791                 count = ncp->nc_lockstatus;
792                 cpu_ccfence();
793         }
794
795         /*
796          * Don't actually drop the vp until we successfully clean out
797          * the lock, otherwise we may race another shared lock.
798          */
799         if (dropvp)
800                 vdrop(dropvp);
801 }
802
803 static
804 int
805 _cache_lockstatus(struct namecache *ncp)
806 {
807         if (ncp->nc_locktd == curthread)
808                 return(LK_EXCLUSIVE);
809         if (ncp->nc_lockstatus & NC_SHLOCK_FLAG)
810                 return(LK_SHARED);
811         return(-1);
812 }
813
814 /*
815  * cache_hold() and cache_drop() prevent the premature deletion of a
816  * namecache entry but do not prevent operations (such as zapping) on
817  * that namecache entry.
818  *
819  * This routine may only be called from outside this source module if
820  * nc_refs is already at least 1.
821  *
822  * This is a rare case where callers are allowed to hold a spinlock,
823  * so we can't ourselves.
824  */
825 static __inline
826 struct namecache *
827 _cache_hold(struct namecache *ncp)
828 {
829         atomic_add_int(&ncp->nc_refs, 1);
830         return(ncp);
831 }
832
833 /*
834  * Drop a cache entry, taking care to deal with races.
835  *
836  * For potential 1->0 transitions we must hold the ncp lock to safely
837  * test its flags.  An unresolved entry with no children must be zapped
838  * to avoid leaks.
839  *
840  * The call to cache_zap() itself will handle all remaining races and
841  * will decrement the ncp's refs regardless.  If we are resolved or
842  * have children nc_refs can safely be dropped to 0 without having to
843  * zap the entry.
844  *
845  * NOTE: cache_zap() will re-check nc_refs and nc_list in a MPSAFE fashion.
846  *
847  * NOTE: cache_zap() may return a non-NULL referenced parent which must
848  *       be dropped in a loop.
849  */
850 static __inline
851 void
852 _cache_drop(struct namecache *ncp)
853 {
854         int refs;
855
856         while (ncp) {
857                 KKASSERT(ncp->nc_refs > 0);
858                 refs = ncp->nc_refs;
859
860                 if (refs == 1) {
861                         if (_cache_lock_nonblock(ncp) == 0) {
862                                 ncp->nc_flag &= ~NCF_DEFEREDZAP;
863                                 if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) &&
864                                     TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list)) {
865                                         ncp = cache_zap(ncp, 1);
866                                         continue;
867                                 }
868                                 if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_refs, 1, 0)) {
869                                         _cache_unlock(ncp);
870                                         break;
871                                 }
872                                 _cache_unlock(ncp);
873                         }
874                 } else {
875                         if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_refs, refs, refs - 1))
876                                 break;
877                 }
878                 cpu_pause();
879         }
880 }
881
882 /*
883  * Link a new namecache entry to its parent and to the hash table.  Be
884  * careful to avoid races if vhold() blocks in the future.
885  *
886  * Both ncp and par must be referenced and locked.
887  *
888  * NOTE: The hash table spinlock is held during this call, we can't do
889  *       anything fancy.
890  */
891 static void
892 _cache_link_parent(struct namecache *ncp, struct namecache *par,
893                    struct nchash_head *nchpp)
894 {
895         struct pcpu_ncache *pn = &pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid];
896
897         KKASSERT(ncp->nc_parent == NULL);
898         ncp->nc_parent = par;
899         ncp->nc_head = nchpp;
900
901         /*
902          * Set inheritance flags.  Note that the parent flags may be
903          * stale due to getattr potentially not having been run yet
904          * (it gets run during nlookup()'s).
905          */
906         ncp->nc_flag &= ~(NCF_SF_PNOCACHE | NCF_UF_PCACHE);
907         if (par->nc_flag & (NCF_SF_NOCACHE | NCF_SF_PNOCACHE))
908                 ncp->nc_flag |= NCF_SF_PNOCACHE;
909         if (par->nc_flag & (NCF_UF_CACHE | NCF_UF_PCACHE))
910                 ncp->nc_flag |= NCF_UF_PCACHE;
911
912         /*
913          * Add to hash table and parent, adjust accounting
914          */
915         TAILQ_INSERT_HEAD(&nchpp->list, ncp, nc_hash);
916         atomic_add_long(&pn->vfscache_count, 1);
917         if (TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
918                 atomic_add_long(&pn->vfscache_leafs, 1);
919
920         if (TAILQ_EMPTY(&par->nc_list)) {
921                 TAILQ_INSERT_HEAD(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
922                 atomic_add_long(&pn->vfscache_leafs, -1);
923                 /*
924                  * Any vp associated with an ncp which has children must
925                  * be held to prevent it from being recycled.
926                  */
927                 if (par->nc_vp)
928                         vhold(par->nc_vp);
929         } else {
930                 TAILQ_INSERT_HEAD(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
931         }
932 }
933
934 /*
935  * Remove the parent and hash associations from a namecache structure.
936  * If this is the last child of the parent the cache_drop(par) will
937  * attempt to recursively zap the parent.
938  *
939  * ncp must be locked.  This routine will acquire a temporary lock on
940  * the parent as wlel as the appropriate hash chain.
941  */
942 static void
943 _cache_unlink_parent(struct namecache *ncp)
944 {
945         struct pcpu_ncache *pn = &pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid];
946         struct namecache *par;
947         struct vnode *dropvp;
948
949         if ((par = ncp->nc_parent) != NULL) {
950                 KKASSERT(ncp->nc_parent == par);
951                 _cache_hold(par);
952                 _cache_lock(par);
953                 spin_lock(&ncp->nc_head->spin);
954
955                 /*
956                  * Remove from hash table and parent, adjust accounting
957                  */
958                 TAILQ_REMOVE(&ncp->nc_head->list, ncp, nc_hash);
959                 TAILQ_REMOVE(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
960                 atomic_add_long(&pn->vfscache_count, -1);
961                 if (TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
962                         atomic_add_long(&pn->vfscache_leafs, -1);
963
964                 dropvp = NULL;
965                 if (TAILQ_EMPTY(&par->nc_list)) {
966                         atomic_add_long(&pn->vfscache_leafs, 1);
967                         if (par->nc_vp)
968                                 dropvp = par->nc_vp;
969                 }
970                 spin_unlock(&ncp->nc_head->spin);
971                 ncp->nc_parent = NULL;
972                 ncp->nc_head = NULL;
973                 _cache_unlock(par);
974                 _cache_drop(par);
975
976                 /*
977                  * We can only safely vdrop with no spinlocks held.
978                  */
979                 if (dropvp)
980                         vdrop(dropvp);
981         }
982 }
983
984 /*
985  * Allocate a new namecache structure.  Most of the code does not require
986  * zero-termination of the string but it makes vop_compat_ncreate() easier.
987  */
988 static struct namecache *
989 cache_alloc(int nlen)
990 {
991         struct namecache *ncp;
992
993         ncp = kmalloc(sizeof(*ncp), M_VFSCACHE, M_WAITOK|M_ZERO);
994         if (nlen)
995                 ncp->nc_name = kmalloc(nlen + 1, M_VFSCACHE, M_WAITOK);
996         ncp->nc_nlen = nlen;
997         ncp->nc_flag = NCF_UNRESOLVED;
998         ncp->nc_error = ENOTCONN;       /* needs to be resolved */
999         ncp->nc_refs = 1;
1000
1001         TAILQ_INIT(&ncp->nc_list);
1002         _cache_lock(ncp);
1003         return(ncp);
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Can only be called for the case where the ncp has never been
1008  * associated with anything (so no spinlocks are needed).
1009  */
1010 static void
1011 _cache_free(struct namecache *ncp)
1012 {
1013         KKASSERT(ncp->nc_refs == 1 && ncp->nc_lockstatus == 1);
1014         if (ncp->nc_name)
1015                 kfree(ncp->nc_name, M_VFSCACHE);
1016         kfree(ncp, M_VFSCACHE);
1017 }
1018
1019 /*
1020  * [re]initialize a nchandle.
1021  */
1022 void
1023 cache_zero(struct nchandle *nch)
1024 {
1025         nch->ncp = NULL;
1026         nch->mount = NULL;
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Ref and deref a namecache structure.
1031  *
1032  * The caller must specify a stable ncp pointer, typically meaning the
1033  * ncp is already referenced but this can also occur indirectly through
1034  * e.g. holding a lock on a direct child.
1035  *
1036  * WARNING: Caller may hold an unrelated read spinlock, which means we can't
1037  *          use read spinlocks here.
1038  */
1039 struct nchandle *
1040 cache_hold(struct nchandle *nch)
1041 {
1042         _cache_hold(nch->ncp);
1043         _cache_mntref(nch->mount);
1044         return(nch);
1045 }
1046
1047 /*
1048  * Create a copy of a namecache handle for an already-referenced
1049  * entry.
1050  */
1051 void
1052 cache_copy(struct nchandle *nch, struct nchandle *target)
1053 {
1054         struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[mycpu->gd_cpuid];
1055         struct namecache *ncp;
1056
1057         *target = *nch;
1058         _cache_mntref(target->mount);
1059         ncp = target->ncp;
1060         if (ncp) {
1061                 if (ncp == cache->ncp1) {
1062                         if (atomic_cmpset_ptr((void *)&cache->ncp1, ncp, NULL))
1063                                 return;
1064                 }
1065                 if (ncp == cache->ncp2) {
1066                         if (atomic_cmpset_ptr((void *)&cache->ncp2, ncp, NULL))
1067                                 return;
1068                 }
1069                 _cache_hold(ncp);
1070         }
1071 }
1072
1073 /*
1074  * Caller wants to copy the current directory, copy it out from our
1075  * pcpu cache if possible (the entire critical path is just two localized
1076  * cmpset ops).  If the pcpu cache has a snapshot at all it will be a
1077  * valid one, so we don't have to lock p->p_fd even though we are loading
1078  * two fields.
1079  *
1080  * This has a limited effect since nlookup must still ref and shlock the
1081  * vnode to check perms.  We do avoid the per-proc spin-lock though, which
1082  * can aid threaded programs.
1083  */
1084 void
1085 cache_copy_ncdir(struct proc *p, struct nchandle *target)
1086 {
1087         struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[mycpu->gd_cpuid];
1088
1089         *target = p->p_fd->fd_ncdir;
1090         if (target->ncp == cache->ncdir.ncp &&
1091             target->mount == cache->ncdir.mount) {
1092                 if (atomic_cmpset_ptr((void *)&cache->ncdir.ncp,
1093                                       target->ncp, NULL)) {
1094                         if (atomic_cmpset_ptr((void *)&cache->ncdir.mount,
1095                                               target->mount, NULL)) {
1096                                 /* CRITICAL PATH */
1097                                 return;
1098                         }
1099                         _cache_drop(target->ncp);
1100                 }
1101         }
1102         spin_lock_shared(&p->p_fd->fd_spin);
1103         cache_copy(&p->p_fd->fd_ncdir, target);
1104         spin_unlock_shared(&p->p_fd->fd_spin);
1105 }
1106
1107 void
1108 cache_changemount(struct nchandle *nch, struct mount *mp)
1109 {
1110         _cache_mntref(mp);
1111         _cache_mntrel(nch->mount);
1112         nch->mount = mp;
1113 }
1114
1115 void
1116 cache_drop(struct nchandle *nch)
1117 {
1118         _cache_mntrel(nch->mount);
1119         _cache_drop(nch->ncp);
1120         nch->ncp = NULL;
1121         nch->mount = NULL;
1122 }
1123
1124 /*
1125  * Drop the nchandle, but try to cache the ref to avoid global atomic
1126  * ops.  This is typically done on the system root and jail root nchandles.
1127  */
1128 void
1129 cache_drop_and_cache(struct nchandle *nch)
1130 {
1131         struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[mycpu->gd_cpuid];
1132         struct namecache *ncp;
1133
1134         _cache_mntrel(nch->mount);
1135         ncp = nch->ncp;
1136         if (cache->ncp1 == NULL) {
1137                 ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncp1, ncp);
1138                 if (ncp == NULL)
1139                         goto done;
1140         }
1141         if (cache->ncp2 == NULL) {
1142                 ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncp2, ncp);
1143                 if (ncp == NULL)
1144                         goto done;
1145         }
1146         if (++cache->iter & 1)
1147                 ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncp2, ncp);
1148         else
1149                 ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncp1, ncp);
1150         if (ncp)
1151                 _cache_drop(ncp);
1152 done:
1153         nch->ncp = NULL;
1154         nch->mount = NULL;
1155 }
1156
1157 /*
1158  * We are dropping what the caller believes is the current directory,
1159  * unconditionally store it in our pcpu cache.  Anything already in
1160  * the cache will be discarded.
1161  */
1162 void
1163 cache_drop_ncdir(struct nchandle *nch)
1164 {
1165         struct mntcache *cache = &pcpu_mntcache[mycpu->gd_cpuid];
1166
1167         nch->ncp = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncdir.ncp, nch->ncp);
1168         nch->mount = atomic_swap_ptr((void *)&cache->ncdir.mount, nch->mount);
1169         if (nch->ncp)
1170                 _cache_drop(nch->ncp);
1171         if (nch->mount)
1172                 _cache_mntrel(nch->mount);
1173         nch->ncp = NULL;
1174         nch->mount = NULL;
1175 }
1176
1177 int
1178 cache_lockstatus(struct nchandle *nch)
1179 {
1180         return(_cache_lockstatus(nch->ncp));
1181 }
1182
1183 void
1184 cache_lock(struct nchandle *nch)
1185 {
1186         _cache_lock(nch->ncp);
1187 }
1188
1189 void
1190 cache_lock_maybe_shared(struct nchandle *nch, int excl)
1191 {
1192         struct namecache *ncp = nch->ncp;
1193
1194         if (ncp_shared_lock_disable || excl ||
1195             (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)) {
1196                 _cache_lock(ncp);
1197         } else {
1198                 _cache_lock_shared(ncp);
1199                 if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
1200                         if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED)) {
1201                                 _cache_unlock(ncp);
1202                                 _cache_lock(ncp);
1203                         }
1204                 } else {
1205                         _cache_unlock(ncp);
1206                         _cache_lock(ncp);
1207                 }
1208         }
1209 }
1210
1211 /*
1212  * Relock nch1 given an unlocked nch1 and a locked nch2.  The caller
1213  * is responsible for checking both for validity on return as they
1214  * may have become invalid.
1215  *
1216  * We have to deal with potential deadlocks here, just ping pong
1217  * the lock until we get it (we will always block somewhere when
1218  * looping so this is not cpu-intensive).
1219  *
1220  * which = 0    nch1 not locked, nch2 is locked
1221  * which = 1    nch1 is locked, nch2 is not locked
1222  */
1223 void
1224 cache_relock(struct nchandle *nch1, struct ucred *cred1,
1225              struct nchandle *nch2, struct ucred *cred2)
1226 {
1227         int which;
1228
1229         which = 0;
1230
1231         for (;;) {
1232                 if (which == 0) {
1233                         if (cache_lock_nonblock(nch1) == 0) {
1234                                 cache_resolve(nch1, cred1);
1235                                 break;
1236                         }
1237                         cache_unlock(nch2);
1238                         cache_lock(nch1);
1239                         cache_resolve(nch1, cred1);
1240                         which = 1;
1241                 } else {
1242                         if (cache_lock_nonblock(nch2) == 0) {
1243                                 cache_resolve(nch2, cred2);
1244                                 break;
1245                         }
1246                         cache_unlock(nch1);
1247                         cache_lock(nch2);
1248                         cache_resolve(nch2, cred2);
1249                         which = 0;
1250                 }
1251         }
1252 }
1253
1254 int
1255 cache_lock_nonblock(struct nchandle *nch)
1256 {
1257         return(_cache_lock_nonblock(nch->ncp));
1258 }
1259
1260 void
1261 cache_unlock(struct nchandle *nch)
1262 {
1263         _cache_unlock(nch->ncp);
1264 }
1265
1266 /*
1267  * ref-and-lock, unlock-and-deref functions.
1268  *
1269  * This function is primarily used by nlookup.  Even though cache_lock
1270  * holds the vnode, it is possible that the vnode may have already
1271  * initiated a recyclement.
1272  *
1273  * We want cache_get() to return a definitively usable vnode or a
1274  * definitively unresolved ncp.
1275  */
1276 static
1277 struct namecache *
1278 _cache_get(struct namecache *ncp)
1279 {
1280         _cache_hold(ncp);
1281         _cache_lock(ncp);
1282         if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
1283                 _cache_setunresolved(ncp);
1284         return(ncp);
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Attempt to obtain a shared lock on the ncp.  A shared lock will only
1289  * be obtained if the ncp is resolved and the vnode (if not ENOENT) is
1290  * valid.  Otherwise an exclusive lock will be acquired instead.
1291  */
1292 static
1293 struct namecache *
1294 _cache_get_maybe_shared(struct namecache *ncp, int excl)
1295 {
1296         if (ncp_shared_lock_disable || excl ||
1297             (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)) {
1298                 return(_cache_get(ncp));
1299         }
1300         _cache_hold(ncp);
1301         _cache_lock_shared(ncp);
1302         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
1303                 if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED)) {
1304                         _cache_unlock(ncp);
1305                         ncp = _cache_get(ncp);
1306                         _cache_drop(ncp);
1307                 }
1308         } else {
1309                 _cache_unlock(ncp);
1310                 ncp = _cache_get(ncp);
1311                 _cache_drop(ncp);
1312         }
1313         return(ncp);
1314 }
1315
1316 /*
1317  * This is a special form of _cache_lock() which only succeeds if
1318  * it can get a pristine, non-recursive lock.  The caller must have
1319  * already ref'd the ncp.
1320  *
1321  * On success the ncp will be locked, on failure it will not.  The
1322  * ref count does not change either way.
1323  *
1324  * We want _cache_lock_special() (on success) to return a definitively
1325  * usable vnode or a definitively unresolved ncp.
1326  */
1327 static int
1328 _cache_lock_special(struct namecache *ncp)
1329 {
1330         if (_cache_lock_nonblock(ncp) == 0) {
1331                 if ((ncp->nc_lockstatus &
1332                      ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ)) == 1) {
1333                         if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
1334                                 _cache_setunresolved(ncp);
1335                         return(0);
1336                 }
1337                 _cache_unlock(ncp);
1338         }
1339         return(EWOULDBLOCK);
1340 }
1341
1342 /*
1343  * This function tries to get a shared lock but will back-off to an exclusive
1344  * lock if:
1345  *
1346  * (1) Some other thread is trying to obtain an exclusive lock
1347  *     (to prevent the exclusive requester from getting livelocked out
1348  *     by many shared locks).
1349  *
1350  * (2) The current thread already owns an exclusive lock (to avoid
1351  *     deadlocking).
1352  *
1353  * WARNING! On machines with lots of cores we really want to try hard to
1354  *          get a shared lock or concurrent path lookups can chain-react
1355  *          into a very high-latency exclusive lock.
1356  */
1357 static int
1358 _cache_lock_shared_special(struct namecache *ncp)
1359 {
1360         /*
1361          * Only honor a successful shared lock (returning 0) if there is
1362          * no exclusive request pending and the vnode, if present, is not
1363          * in a reclaimed state.
1364          */
1365         if (_cache_lock_shared_nonblock(ncp) == 0) {
1366                 if ((ncp->nc_lockstatus & NC_EXLOCK_REQ) == 0) {
1367                         if (ncp->nc_vp == NULL ||
1368                             (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED) == 0) {
1369                                 return(0);
1370                         }
1371                 }
1372                 _cache_unlock(ncp);
1373                 return(EWOULDBLOCK);
1374         }
1375
1376         /*
1377          * Non-blocking shared lock failed.  If we already own the exclusive
1378          * lock just acquire another exclusive lock (instead of deadlocking).
1379          * Otherwise acquire a shared lock.
1380          */
1381         if (ncp->nc_locktd == curthread) {
1382                 _cache_lock(ncp);
1383                 return(0);
1384         }
1385         _cache_lock_shared(ncp);
1386         return(0);
1387 }
1388
1389
1390 /*
1391  * NOTE: The same nchandle can be passed for both arguments.
1392  */
1393 void
1394 cache_get(struct nchandle *nch, struct nchandle *target)
1395 {
1396         KKASSERT(nch->ncp->nc_refs > 0);
1397         target->mount = nch->mount;
1398         target->ncp = _cache_get(nch->ncp);
1399         _cache_mntref(target->mount);
1400 }
1401
1402 void
1403 cache_get_maybe_shared(struct nchandle *nch, struct nchandle *target, int excl)
1404 {
1405         KKASSERT(nch->ncp->nc_refs > 0);
1406         target->mount = nch->mount;
1407         target->ncp = _cache_get_maybe_shared(nch->ncp, excl);
1408         _cache_mntref(target->mount);
1409 }
1410
1411 /*
1412  *
1413  */
1414 static __inline
1415 void
1416 _cache_put(struct namecache *ncp)
1417 {
1418         _cache_unlock(ncp);
1419         _cache_drop(ncp);
1420 }
1421
1422 /*
1423  *
1424  */
1425 void
1426 cache_put(struct nchandle *nch)
1427 {
1428         _cache_mntrel(nch->mount);
1429         _cache_put(nch->ncp);
1430         nch->ncp = NULL;
1431         nch->mount = NULL;
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Resolve an unresolved ncp by associating a vnode with it.  If the
1436  * vnode is NULL, a negative cache entry is created.
1437  *
1438  * The ncp should be locked on entry and will remain locked on return.
1439  */
1440 static
1441 void
1442 _cache_setvp(struct mount *mp, struct namecache *ncp, struct vnode *vp)
1443 {
1444         KKASSERT(ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED);
1445         KKASSERT(_cache_lockstatus(ncp) == LK_EXCLUSIVE);
1446
1447         if (vp != NULL) {
1448                 /*
1449                  * Any vp associated with an ncp which has children must
1450                  * be held.  Any vp associated with a locked ncp must be held.
1451                  */
1452                 if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
1453                         vhold(vp);
1454                 spin_lock(&vp->v_spin);
1455                 ncp->nc_vp = vp;
1456                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vp->v_namecache, ncp, nc_vnode);
1457                 spin_unlock(&vp->v_spin);
1458                 if (ncp->nc_lockstatus & ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ))
1459                         vhold(vp);
1460
1461                 /*
1462                  * Set auxiliary flags
1463                  */
1464                 switch(vp->v_type) {
1465                 case VDIR:
1466                         ncp->nc_flag |= NCF_ISDIR;
1467                         break;
1468                 case VLNK:
1469                         ncp->nc_flag |= NCF_ISSYMLINK;
1470                         /* XXX cache the contents of the symlink */
1471                         break;
1472                 default:
1473                         break;
1474                 }
1475                 ncp->nc_error = 0;
1476                 /* XXX: this is a hack to work-around the lack of a real pfs vfs
1477                  * implementation*/
1478                 if (mp != NULL)
1479                         if (strncmp(mp->mnt_stat.f_fstypename, "null", 5) == 0)
1480                                 vp->v_pfsmp = mp;
1481         } else {
1482                 /*
1483                  * When creating a negative cache hit we set the
1484                  * namecache_gen.  A later resolve will clean out the
1485                  * negative cache hit if the mount point's namecache_gen
1486                  * has changed.  Used by devfs, could also be used by
1487                  * other remote FSs.
1488                  */
1489                 struct pcpu_ncache *pn = &pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid];
1490
1491                 ncp->nc_vp = NULL;
1492                 ncp->nc_negcpu = mycpu->gd_cpuid;
1493                 spin_lock(&pn->neg_spin);
1494                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pn->neg_list, ncp, nc_vnode);
1495                 ++pn->neg_count;
1496                 spin_unlock(&pn->neg_spin);
1497                 atomic_add_long(&pn->vfscache_negs, 1);
1498
1499                 ncp->nc_error = ENOENT;
1500                 if (mp)
1501                         VFS_NCPGEN_SET(mp, ncp);
1502         }
1503         ncp->nc_flag &= ~(NCF_UNRESOLVED | NCF_DEFEREDZAP);
1504 }
1505
1506 /*
1507  *
1508  */
1509 void
1510 cache_setvp(struct nchandle *nch, struct vnode *vp)
1511 {
1512         _cache_setvp(nch->mount, nch->ncp, vp);
1513 }
1514
1515 /*
1516  *
1517  */
1518 void
1519 cache_settimeout(struct nchandle *nch, int nticks)
1520 {
1521         struct namecache *ncp = nch->ncp;
1522
1523         if ((ncp->nc_timeout = ticks + nticks) == 0)
1524                 ncp->nc_timeout = 1;
1525 }
1526
1527 /*
1528  * Disassociate the vnode or negative-cache association and mark a
1529  * namecache entry as unresolved again.  Note that the ncp is still
1530  * left in the hash table and still linked to its parent.
1531  *
1532  * The ncp should be locked and refd on entry and will remain locked and refd
1533  * on return.
1534  *
1535  * This routine is normally never called on a directory containing children.
1536  * However, NFS often does just that in its rename() code as a cop-out to
1537  * avoid complex namespace operations.  This disconnects a directory vnode
1538  * from its namecache and can cause the OLDAPI and NEWAPI to get out of
1539  * sync.
1540  *
1541  */
1542 static
1543 void
1544 _cache_setunresolved(struct namecache *ncp)
1545 {
1546         struct vnode *vp;
1547
1548         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
1549                 ncp->nc_flag |= NCF_UNRESOLVED;
1550                 ncp->nc_timeout = 0;
1551                 ncp->nc_error = ENOTCONN;
1552                 if ((vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
1553                         spin_lock(&vp->v_spin);
1554                         ncp->nc_vp = NULL;
1555                         TAILQ_REMOVE(&vp->v_namecache, ncp, nc_vnode);
1556                         spin_unlock(&vp->v_spin);
1557
1558                         /*
1559                          * Any vp associated with an ncp with children is
1560                          * held by that ncp.  Any vp associated with a locked
1561                          * ncp is held by that ncp.  These conditions must be
1562                          * undone when the vp is cleared out from the ncp.
1563                          */
1564                         if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
1565                                 vdrop(vp);
1566                         if (ncp->nc_lockstatus & ~(NC_EXLOCK_REQ|NC_SHLOCK_REQ))
1567                                 vdrop(vp);
1568                 } else {
1569                         struct pcpu_ncache *pn;
1570
1571                         pn = &pcpu_ncache[ncp->nc_negcpu];
1572
1573                         atomic_add_long(&pn->vfscache_negs, -1);
1574                         spin_lock(&pn->neg_spin);
1575                         TAILQ_REMOVE(&pn->neg_list, ncp, nc_vnode);
1576                         --pn->neg_count;
1577                         spin_unlock(&pn->neg_spin);
1578                 }
1579                 ncp->nc_flag &= ~(NCF_WHITEOUT|NCF_ISDIR|NCF_ISSYMLINK);
1580         }
1581 }
1582
1583 /*
1584  * The cache_nresolve() code calls this function to automatically
1585  * set a resolved cache element to unresolved if it has timed out
1586  * or if it is a negative cache hit and the mount point namecache_gen
1587  * has changed.
1588  */
1589 static __inline int
1590 _cache_auto_unresolve_test(struct mount *mp, struct namecache *ncp)
1591 {
1592         /*
1593          * Try to zap entries that have timed out.  We have
1594          * to be careful here because locked leafs may depend
1595          * on the vnode remaining intact in a parent, so only
1596          * do this under very specific conditions.
1597          */
1598         if (ncp->nc_timeout && (int)(ncp->nc_timeout - ticks) < 0 &&
1599             TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list)) {
1600                 return 1;
1601         }
1602
1603         /*
1604          * If a resolved negative cache hit is invalid due to
1605          * the mount's namecache generation being bumped, zap it.
1606          */
1607         if (ncp->nc_vp == NULL && VFS_NCPGEN_TEST(mp, ncp)) {
1608                 return 1;
1609         }
1610
1611         /*
1612          * Otherwise we are good
1613          */
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 static __inline void
1618 _cache_auto_unresolve(struct mount *mp, struct namecache *ncp)
1619 {
1620         /*
1621          * Already in an unresolved state, nothing to do.
1622          */
1623         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
1624                 if (_cache_auto_unresolve_test(mp, ncp))
1625                         _cache_setunresolved(ncp);
1626         }
1627 }
1628
1629 /*
1630  *
1631  */
1632 void
1633 cache_setunresolved(struct nchandle *nch)
1634 {
1635         _cache_setunresolved(nch->ncp);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * Determine if we can clear NCF_ISMOUNTPT by scanning the mountlist
1640  * looking for matches.  This flag tells the lookup code when it must
1641  * check for a mount linkage and also prevents the directories in question
1642  * from being deleted or renamed.
1643  */
1644 static
1645 int
1646 cache_clrmountpt_callback(struct mount *mp, void *data)
1647 {
1648         struct nchandle *nch = data;
1649
1650         if (mp->mnt_ncmounton.ncp == nch->ncp)
1651                 return(1);
1652         if (mp->mnt_ncmountpt.ncp == nch->ncp)
1653                 return(1);
1654         return(0);
1655 }
1656
1657 /*
1658  * Clear NCF_ISMOUNTPT on nch->ncp if it is no longer associated
1659  * with a mount point.
1660  */
1661 void
1662 cache_clrmountpt(struct nchandle *nch)
1663 {
1664         int count;
1665
1666         count = mountlist_scan(cache_clrmountpt_callback, nch,
1667                                MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
1668         if (count == 0)
1669                 nch->ncp->nc_flag &= ~NCF_ISMOUNTPT;
1670 }
1671
1672 /*
1673  * Invalidate portions of the namecache topology given a starting entry.
1674  * The passed ncp is set to an unresolved state and:
1675  *
1676  * The passed ncp must be referencxed and locked.  The routine may unlock
1677  * and relock ncp several times, and will recheck the children and loop
1678  * to catch races.  When done the passed ncp will be returned with the
1679  * reference and lock intact.
1680  *
1681  * CINV_DESTROY         - Set a flag in the passed ncp entry indicating
1682  *                        that the physical underlying nodes have been 
1683  *                        destroyed... as in deleted.  For example, when
1684  *                        a directory is removed.  This will cause record
1685  *                        lookups on the name to no longer be able to find
1686  *                        the record and tells the resolver to return failure
1687  *                        rather then trying to resolve through the parent.
1688  *
1689  *                        The topology itself, including ncp->nc_name,
1690  *                        remains intact.
1691  *
1692  *                        This only applies to the passed ncp, if CINV_CHILDREN
1693  *                        is specified the children are not flagged.
1694  *
1695  * CINV_CHILDREN        - Set all children (recursively) to an unresolved
1696  *                        state as well.
1697  *
1698  *                        Note that this will also have the side effect of
1699  *                        cleaning out any unreferenced nodes in the topology
1700  *                        from the leaves up as the recursion backs out.
1701  *
1702  * Note that the topology for any referenced nodes remains intact, but
1703  * the nodes will be marked as having been destroyed and will be set
1704  * to an unresolved state.
1705  *
1706  * It is possible for cache_inval() to race a cache_resolve(), meaning that
1707  * the namecache entry may not actually be invalidated on return if it was
1708  * revalidated while recursing down into its children.  This code guarentees
1709  * that the node(s) will go through an invalidation cycle, but does not 
1710  * guarentee that they will remain in an invalidated state. 
1711  *
1712  * Returns non-zero if a revalidation was detected during the invalidation
1713  * recursion, zero otherwise.  Note that since only the original ncp is
1714  * locked the revalidation ultimately can only indicate that the original ncp
1715  * *MIGHT* no have been reresolved.
1716  *
1717  * DEEP RECURSION HANDLING - If a recursive invalidation recurses deeply we
1718  * have to avoid blowing out the kernel stack.  We do this by saving the
1719  * deep namecache node and aborting the recursion, then re-recursing at that
1720  * node using a depth-first algorithm in order to allow multiple deep
1721  * recursions to chain through each other, then we restart the invalidation
1722  * from scratch.
1723  */
1724
1725 struct cinvtrack {
1726         struct namecache *resume_ncp;
1727         int depth;
1728 };
1729
1730 static int _cache_inval_internal(struct namecache *, int, struct cinvtrack *);
1731
1732 static
1733 int
1734 _cache_inval(struct namecache *ncp, int flags)
1735 {
1736         struct cinvtrack track;
1737         struct namecache *ncp2;
1738         int r;
1739
1740         track.depth = 0;
1741         track.resume_ncp = NULL;
1742
1743         for (;;) {
1744                 r = _cache_inval_internal(ncp, flags, &track);
1745                 if (track.resume_ncp == NULL)
1746                         break;
1747                 _cache_unlock(ncp);
1748                 while ((ncp2 = track.resume_ncp) != NULL) {
1749                         track.resume_ncp = NULL;
1750                         _cache_lock(ncp2);
1751                         _cache_inval_internal(ncp2, flags & ~CINV_DESTROY,
1752                                              &track);
1753                         _cache_put(ncp2);
1754                 }
1755                 _cache_lock(ncp);
1756         }
1757         return(r);
1758 }
1759
1760 int
1761 cache_inval(struct nchandle *nch, int flags)
1762 {
1763         return(_cache_inval(nch->ncp, flags));
1764 }
1765
1766 /*
1767  * Helper for _cache_inval().  The passed ncp is refd and locked and
1768  * remains that way on return, but may be unlocked/relocked multiple
1769  * times by the routine.
1770  */
1771 static int
1772 _cache_inval_internal(struct namecache *ncp, int flags, struct cinvtrack *track)
1773 {
1774         struct namecache *nextkid;
1775         int rcnt = 0;
1776
1777         KKASSERT(_cache_lockstatus(ncp) == LK_EXCLUSIVE);
1778
1779         _cache_setunresolved(ncp);
1780         if (flags & CINV_DESTROY) {
1781                 ncp->nc_flag |= NCF_DESTROYED;
1782                 ++ncp->nc_generation;
1783         }
1784         while ((flags & CINV_CHILDREN) &&
1785                (nextkid = TAILQ_FIRST(&ncp->nc_list)) != NULL
1786         ) {
1787                 struct namecache *kid;
1788                 int restart;
1789
1790                 restart = 0;
1791                 _cache_hold(nextkid);
1792                 if (++track->depth > MAX_RECURSION_DEPTH) {
1793                         track->resume_ncp = ncp;
1794                         _cache_hold(ncp);
1795                         ++rcnt;
1796                 }
1797                 while ((kid = nextkid) != NULL) {
1798                         /*
1799                          * Parent (ncp) must be locked for the iteration.
1800                          */
1801                         nextkid = NULL;
1802                         if (kid->nc_parent != ncp) {
1803                                 _cache_drop(kid);
1804                                 kprintf("cache_inval_internal restartA %s\n",
1805                                         ncp->nc_name);
1806                                 restart = 1;
1807                                 break;
1808                         }
1809                         if ((nextkid = TAILQ_NEXT(kid, nc_entry)) != NULL)
1810                                 _cache_hold(nextkid);
1811
1812                         /*
1813                          * Parent unlocked for this section to avoid
1814                          * deadlocks.
1815                          */
1816                         _cache_unlock(ncp);
1817                         if (track->resume_ncp) {
1818                                 _cache_drop(kid);
1819                                 _cache_lock(ncp);
1820                                 break;
1821                         }
1822                         if ((kid->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0 ||
1823                             TAILQ_FIRST(&kid->nc_list)
1824                         ) {
1825                                 _cache_lock(kid);
1826                                 if (kid->nc_parent != ncp) {
1827                                         kprintf("cache_inval_internal "
1828                                                 "restartB %s\n",
1829                                                 ncp->nc_name);
1830                                         restart = 1;
1831                                         _cache_unlock(kid);
1832                                         _cache_drop(kid);
1833                                         _cache_lock(ncp);
1834                                         break;
1835                                 }
1836
1837                                 rcnt += _cache_inval_internal(kid, flags & ~CINV_DESTROY, track);
1838                                 _cache_unlock(kid);
1839                         }
1840                         _cache_drop(kid);
1841                         _cache_lock(ncp);
1842                 }
1843                 if (nextkid)
1844                         _cache_drop(nextkid);
1845                 --track->depth;
1846                 if (restart == 0)
1847                         break;
1848         }
1849
1850         /*
1851          * Someone could have gotten in there while ncp was unlocked,
1852          * retry if so.
1853          */
1854         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0)
1855                 ++rcnt;
1856         return (rcnt);
1857 }
1858
1859 /*
1860  * Invalidate a vnode's namecache associations.  To avoid races against
1861  * the resolver we do not invalidate a node which we previously invalidated
1862  * but which was then re-resolved while we were in the invalidation loop.
1863  *
1864  * Returns non-zero if any namecache entries remain after the invalidation
1865  * loop completed.
1866  *
1867  * NOTE: Unlike the namecache topology which guarentees that ncp's will not
1868  *       be ripped out of the topology while held, the vnode's v_namecache
1869  *       list has no such restriction.  NCP's can be ripped out of the list
1870  *       at virtually any time if not locked, even if held.
1871  *
1872  *       In addition, the v_namecache list itself must be locked via
1873  *       the vnode's spinlock.
1874  */
1875 int
1876 cache_inval_vp(struct vnode *vp, int flags)
1877 {
1878         struct namecache *ncp;
1879         struct namecache *next;
1880
1881 restart:
1882         spin_lock(&vp->v_spin);
1883         ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache);
1884         if (ncp)
1885                 _cache_hold(ncp);
1886         while (ncp) {
1887                 /* loop entered with ncp held and vp spin-locked */
1888                 if ((next = TAILQ_NEXT(ncp, nc_vnode)) != NULL)
1889                         _cache_hold(next);
1890                 spin_unlock(&vp->v_spin);
1891                 _cache_lock(ncp);
1892                 if (ncp->nc_vp != vp) {
1893                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-A detected on "
1894                                 "%s\n", ncp->nc_name);
1895                         _cache_put(ncp);
1896                         if (next)
1897                                 _cache_drop(next);
1898                         goto restart;
1899                 }
1900                 _cache_inval(ncp, flags);
1901                 _cache_put(ncp);                /* also releases reference */
1902                 ncp = next;
1903                 spin_lock(&vp->v_spin);
1904                 if (ncp && ncp->nc_vp != vp) {
1905                         spin_unlock(&vp->v_spin);
1906                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-B detected on "
1907                                 "%s\n", ncp->nc_name);
1908                         _cache_drop(ncp);
1909                         goto restart;
1910                 }
1911         }
1912         spin_unlock(&vp->v_spin);
1913         return(TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache) != NULL);
1914 }
1915
1916 /*
1917  * This routine is used instead of the normal cache_inval_vp() when we
1918  * are trying to recycle otherwise good vnodes.
1919  *
1920  * Return 0 on success, non-zero if not all namecache records could be
1921  * disassociated from the vnode (for various reasons).
1922  */
1923 int
1924 cache_inval_vp_nonblock(struct vnode *vp)
1925 {
1926         struct namecache *ncp;
1927         struct namecache *next;
1928
1929         spin_lock(&vp->v_spin);
1930         ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache);
1931         if (ncp)
1932                 _cache_hold(ncp);
1933         while (ncp) {
1934                 /* loop entered with ncp held */
1935                 if ((next = TAILQ_NEXT(ncp, nc_vnode)) != NULL)
1936                         _cache_hold(next);
1937                 spin_unlock(&vp->v_spin);
1938                 if (_cache_lock_nonblock(ncp)) {
1939                         _cache_drop(ncp);
1940                         if (next)
1941                                 _cache_drop(next);
1942                         goto done;
1943                 }
1944                 if (ncp->nc_vp != vp) {
1945                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-A detected on "
1946                                 "%s\n", ncp->nc_name);
1947                         _cache_put(ncp);
1948                         if (next)
1949                                 _cache_drop(next);
1950                         goto done;
1951                 }
1952                 _cache_inval(ncp, 0);
1953                 _cache_put(ncp);                /* also releases reference */
1954                 ncp = next;
1955                 spin_lock(&vp->v_spin);
1956                 if (ncp && ncp->nc_vp != vp) {
1957                         spin_unlock(&vp->v_spin);
1958                         kprintf("Warning: cache_inval_vp: race-B detected on "
1959                                 "%s\n", ncp->nc_name);
1960                         _cache_drop(ncp);
1961                         goto done;
1962                 }
1963         }
1964         spin_unlock(&vp->v_spin);
1965 done:
1966         return(TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache) != NULL);
1967 }
1968
1969 /*
1970  * Clears the universal directory search 'ok' flag.  This flag allows
1971  * nlookup() to bypass normal vnode checks.  This flag is a cached flag
1972  * so clearing it simply forces revalidation.
1973  */
1974 void
1975 cache_inval_wxok(struct vnode *vp)
1976 {
1977         struct namecache *ncp;
1978
1979         spin_lock(&vp->v_spin);
1980         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_namecache, nc_vnode) {
1981                 if (ncp->nc_flag & NCF_WXOK)
1982                         atomic_clear_short(&ncp->nc_flag, NCF_WXOK);
1983         }
1984         spin_unlock(&vp->v_spin);
1985 }
1986
1987 /*
1988  * The source ncp has been renamed to the target ncp.  Both fncp and tncp
1989  * must be locked.  The target ncp is destroyed (as a normal rename-over
1990  * would destroy the target file or directory).
1991  *
1992  * Because there may be references to the source ncp we cannot copy its
1993  * contents to the target.  Instead the source ncp is relinked as the target
1994  * and the target ncp is removed from the namecache topology.
1995  */
1996 void
1997 cache_rename(struct nchandle *fnch, struct nchandle *tnch)
1998 {
1999         struct namecache *fncp = fnch->ncp;
2000         struct namecache *tncp = tnch->ncp;
2001         struct namecache *tncp_par;
2002         struct nchash_head *nchpp;
2003         u_int32_t hash;
2004         char *oname;
2005         char *nname;
2006
2007         ++fncp->nc_generation;
2008         ++tncp->nc_generation;
2009         if (tncp->nc_nlen) {
2010                 nname = kmalloc(tncp->nc_nlen + 1, M_VFSCACHE, M_WAITOK);
2011                 bcopy(tncp->nc_name, nname, tncp->nc_nlen);
2012                 nname[tncp->nc_nlen] = 0;
2013         } else {
2014                 nname = NULL;
2015         }
2016
2017         /*
2018          * Rename fncp (unlink)
2019          */
2020         _cache_unlink_parent(fncp);
2021         oname = fncp->nc_name;
2022         fncp->nc_name = nname;
2023         fncp->nc_nlen = tncp->nc_nlen;
2024         if (oname)
2025                 kfree(oname, M_VFSCACHE);
2026
2027         tncp_par = tncp->nc_parent;
2028         _cache_hold(tncp_par);
2029         _cache_lock(tncp_par);
2030
2031         /*
2032          * Rename fncp (relink)
2033          */
2034         hash = fnv_32_buf(fncp->nc_name, fncp->nc_nlen, FNV1_32_INIT);
2035         hash = fnv_32_buf(&tncp_par, sizeof(tncp_par), hash);
2036         nchpp = NCHHASH(hash);
2037
2038         spin_lock(&nchpp->spin);
2039         _cache_link_parent(fncp, tncp_par, nchpp);
2040         spin_unlock(&nchpp->spin);
2041
2042         _cache_put(tncp_par);
2043
2044         /*
2045          * Get rid of the overwritten tncp (unlink)
2046          */
2047         _cache_unlink(tncp);
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Perform actions consistent with unlinking a file.  The passed-in ncp
2052  * must be locked.
2053  *
2054  * The ncp is marked DESTROYED so it no longer shows up in searches,
2055  * and will be physically deleted when the vnode goes away.
2056  *
2057  * If the related vnode has no refs then we cycle it through vget()/vput()
2058  * to (possibly if we don't have a ref race) trigger a deactivation,
2059  * allowing the VFS to trivially detect and recycle the deleted vnode
2060  * via VOP_INACTIVE().
2061  *
2062  * NOTE: _cache_rename() will automatically call _cache_unlink() on the
2063  *       target ncp.
2064  */
2065 void
2066 cache_unlink(struct nchandle *nch)
2067 {
2068         _cache_unlink(nch->ncp);
2069 }
2070
2071 static void
2072 _cache_unlink(struct namecache *ncp)
2073 {
2074         struct vnode *vp;
2075
2076         /*
2077          * Causes lookups to fail and allows another ncp with the same
2078          * name to be created under ncp->nc_parent.
2079          */
2080         ncp->nc_flag |= NCF_DESTROYED;
2081         ++ncp->nc_generation;
2082
2083         /*
2084          * Attempt to trigger a deactivation.  Set VREF_FINALIZE to
2085          * force action on the 1->0 transition.
2086          */
2087         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0 &&
2088             (vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
2089                 atomic_set_int(&vp->v_refcnt, VREF_FINALIZE);
2090                 if (VREFCNT(vp) <= 0) {
2091                         if (vget(vp, LK_SHARED) == 0)
2092                                 vput(vp);
2093                 }
2094         }
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Return non-zero if the nch might be associated with an open and/or mmap()'d
2099  * file.  The easy solution is to just return non-zero if the vnode has refs.
2100  * Used to interlock hammer2 reclaims (VREF_FINALIZE should already be set to
2101  * force the reclaim).
2102  */
2103 int
2104 cache_isopen(struct nchandle *nch)
2105 {
2106         struct vnode *vp;
2107         struct namecache *ncp = nch->ncp;
2108
2109         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0 &&
2110             (vp = ncp->nc_vp) != NULL &&
2111             VREFCNT(vp)) {
2112                 return 1;
2113         }
2114         return 0;
2115 }
2116
2117
2118 /*
2119  * vget the vnode associated with the namecache entry.  Resolve the namecache
2120  * entry if necessary.  The passed ncp must be referenced and locked.  If
2121  * the ncp is resolved it might be locked shared.
2122  *
2123  * lk_type may be LK_SHARED, LK_EXCLUSIVE.  A ref'd, possibly locked
2124  * (depending on the passed lk_type) will be returned in *vpp with an error
2125  * of 0, or NULL will be returned in *vpp with a non-0 error code.  The
2126  * most typical error is ENOENT, meaning that the ncp represents a negative
2127  * cache hit and there is no vnode to retrieve, but other errors can occur
2128  * too.
2129  *
2130  * The vget() can race a reclaim.  If this occurs we re-resolve the
2131  * namecache entry.
2132  *
2133  * There are numerous places in the kernel where vget() is called on a
2134  * vnode while one or more of its namecache entries is locked.  Releasing
2135  * a vnode never deadlocks against locked namecache entries (the vnode
2136  * will not get recycled while referenced ncp's exist).  This means we
2137  * can safely acquire the vnode.  In fact, we MUST NOT release the ncp
2138  * lock when acquiring the vp lock or we might cause a deadlock.
2139  *
2140  * NOTE: The passed-in ncp must be locked exclusively if it is initially
2141  *       unresolved.  If a reclaim race occurs the passed-in ncp will be
2142  *       relocked exclusively before being re-resolved.
2143  */
2144 int
2145 cache_vget(struct nchandle *nch, struct ucred *cred,
2146            int lk_type, struct vnode **vpp)
2147 {
2148         struct namecache *ncp;
2149         struct vnode *vp;
2150         int error;
2151
2152         ncp = nch->ncp;
2153 again:
2154         vp = NULL;
2155         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)
2156                 error = cache_resolve(nch, cred);
2157         else
2158                 error = 0;
2159
2160         if (error == 0 && (vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
2161                 error = vget(vp, lk_type);
2162                 if (error) {
2163                         /*
2164                          * VRECLAIM race
2165                          *
2166                          * The ncp may have been locked shared, we must relock
2167                          * it exclusively before we can set it to unresolved.
2168                          */
2169                         if (error == ENOENT) {
2170                                 kprintf("Warning: vnode reclaim race detected "
2171                                         "in cache_vget on %p (%s)\n",
2172                                         vp, ncp->nc_name);
2173                                 _cache_unlock(ncp);
2174                                 _cache_lock(ncp);
2175                                 _cache_setunresolved(ncp);
2176                                 goto again;
2177                         }
2178
2179                         /*
2180                          * Not a reclaim race, some other error.
2181                          */
2182                         KKASSERT(ncp->nc_vp == vp);
2183                         vp = NULL;
2184                 } else {
2185                         KKASSERT(ncp->nc_vp == vp);
2186                         KKASSERT((vp->v_flag & VRECLAIMED) == 0);
2187                 }
2188         }
2189         if (error == 0 && vp == NULL)
2190                 error = ENOENT;
2191         *vpp = vp;
2192         return(error);
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Similar to cache_vget() but only acquires a ref on the vnode.
2197  *
2198  * NOTE: The passed-in ncp must be locked exclusively if it is initially
2199  *       unresolved.  If a reclaim race occurs the passed-in ncp will be
2200  *       relocked exclusively before being re-resolved.
2201  */
2202 int
2203 cache_vref(struct nchandle *nch, struct ucred *cred, struct vnode **vpp)
2204 {
2205         struct namecache *ncp;
2206         struct vnode *vp;
2207         int error;
2208
2209         ncp = nch->ncp;
2210 again:
2211         vp = NULL;
2212         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)
2213                 error = cache_resolve(nch, cred);
2214         else
2215                 error = 0;
2216
2217         if (error == 0 && (vp = ncp->nc_vp) != NULL) {
2218                 error = vget(vp, LK_SHARED);
2219                 if (error) {
2220                         /*
2221                          * VRECLAIM race
2222                          */
2223                         if (error == ENOENT) {
2224                                 kprintf("Warning: vnode reclaim race detected "
2225                                         "in cache_vget on %p (%s)\n",
2226                                         vp, ncp->nc_name);
2227                                 _cache_unlock(ncp);
2228                                 _cache_lock(ncp);
2229                                 _cache_setunresolved(ncp);
2230                                 goto again;
2231                         }
2232
2233                         /*
2234                          * Not a reclaim race, some other error.
2235                          */
2236                         KKASSERT(ncp->nc_vp == vp);
2237                         vp = NULL;
2238                 } else {
2239                         KKASSERT(ncp->nc_vp == vp);
2240                         KKASSERT((vp->v_flag & VRECLAIMED) == 0);
2241                         /* caller does not want a lock */
2242                         vn_unlock(vp);
2243                 }
2244         }
2245         if (error == 0 && vp == NULL)
2246                 error = ENOENT;
2247         *vpp = vp;
2248         return(error);
2249 }
2250
2251 /*
2252  * Return a referenced vnode representing the parent directory of
2253  * ncp.
2254  *
2255  * Because the caller has locked the ncp it should not be possible for
2256  * the parent ncp to go away.  However, the parent can unresolve its
2257  * dvp at any time so we must be able to acquire a lock on the parent
2258  * to safely access nc_vp.
2259  *
2260  * We have to leave par unlocked when vget()ing dvp to avoid a deadlock,
2261  * so use vhold()/vdrop() while holding the lock to prevent dvp from
2262  * getting destroyed.
2263  *
2264  * NOTE: vhold() is allowed when dvp has 0 refs if we hold a
2265  *       lock on the ncp in question..
2266  */
2267 static struct vnode *
2268 cache_dvpref(struct namecache *ncp)
2269 {
2270         struct namecache *par;
2271         struct vnode *dvp;
2272
2273         dvp = NULL;
2274         if ((par = ncp->nc_parent) != NULL) {
2275                 _cache_hold(par);
2276                 _cache_lock(par);
2277                 if ((par->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
2278                         if ((dvp = par->nc_vp) != NULL)
2279                                 vhold(dvp);
2280                 }
2281                 _cache_unlock(par);
2282                 if (dvp) {
2283                         if (vget(dvp, LK_SHARED) == 0) {
2284                                 vn_unlock(dvp);
2285                                 vdrop(dvp);
2286                                 /* return refd, unlocked dvp */
2287                         } else {
2288                                 vdrop(dvp);
2289                                 dvp = NULL;
2290                         }
2291                 }
2292                 _cache_drop(par);
2293         }
2294         return(dvp);
2295 }
2296
2297 /*
2298  * Convert a directory vnode to a namecache record without any other 
2299  * knowledge of the topology.  This ONLY works with directory vnodes and
2300  * is ONLY used by the NFS server.  dvp must be refd but unlocked, and the
2301  * returned ncp (if not NULL) will be held and unlocked.
2302  *
2303  * If 'makeit' is 0 and dvp has no existing namecache record, NULL is returned.
2304  * If 'makeit' is 1 we attempt to track-down and create the namecache topology
2305  * for dvp.  This will fail only if the directory has been deleted out from
2306  * under the caller.  
2307  *
2308  * Callers must always check for a NULL return no matter the value of 'makeit'.
2309  *
2310  * To avoid underflowing the kernel stack each recursive call increments
2311  * the makeit variable.
2312  */
2313
2314 static int cache_inefficient_scan(struct nchandle *nch, struct ucred *cred,
2315                                   struct vnode *dvp, char *fakename);
2316 static int cache_fromdvp_try(struct vnode *dvp, struct ucred *cred, 
2317                                   struct vnode **saved_dvp);
2318
2319 int
2320 cache_fromdvp(struct vnode *dvp, struct ucred *cred, int makeit,
2321               struct nchandle *nch)
2322 {
2323         struct vnode *saved_dvp;
2324         struct vnode *pvp;
2325         char *fakename;
2326         int error;
2327
2328         nch->ncp = NULL;
2329         nch->mount = dvp->v_mount;
2330         saved_dvp = NULL;
2331         fakename = NULL;
2332
2333         /*
2334          * Handle the makeit == 0 degenerate case
2335          */
2336         if (makeit == 0) {
2337                 spin_lock_shared(&dvp->v_spin);
2338                 nch->ncp = TAILQ_FIRST(&dvp->v_namecache);
2339                 if (nch->ncp)
2340                         cache_hold(nch);
2341                 spin_unlock_shared(&dvp->v_spin);
2342         }
2343
2344         /*
2345          * Loop until resolution, inside code will break out on error.
2346          */
2347         while (makeit) {
2348                 /*
2349                  * Break out if we successfully acquire a working ncp.
2350                  */
2351                 spin_lock_shared(&dvp->v_spin);
2352                 nch->ncp = TAILQ_FIRST(&dvp->v_namecache);
2353                 if (nch->ncp) {
2354                         cache_hold(nch);
2355                         spin_unlock_shared(&dvp->v_spin);
2356                         break;
2357                 }
2358                 spin_unlock_shared(&dvp->v_spin);
2359
2360                 /*
2361                  * If dvp is the root of its filesystem it should already
2362                  * have a namecache pointer associated with it as a side 
2363                  * effect of the mount, but it may have been disassociated.
2364                  */
2365                 if (dvp->v_flag & VROOT) {
2366                         nch->ncp = _cache_get(nch->mount->mnt_ncmountpt.ncp);
2367                         error = cache_resolve_mp(nch->mount);
2368                         _cache_put(nch->ncp);
2369                         if (ncvp_debug) {
2370                                 kprintf("cache_fromdvp: resolve root of mount %p error %d", 
2371                                         dvp->v_mount, error);
2372                         }
2373                         if (error) {
2374                                 if (ncvp_debug)
2375                                         kprintf(" failed\n");
2376                                 nch->ncp = NULL;
2377                                 break;
2378                         }
2379                         if (ncvp_debug)
2380                                 kprintf(" succeeded\n");
2381                         continue;
2382                 }
2383
2384                 /*
2385                  * If we are recursed too deeply resort to an O(n^2)
2386                  * algorithm to resolve the namecache topology.  The
2387                  * resolved pvp is left referenced in saved_dvp to
2388                  * prevent the tree from being destroyed while we loop.
2389                  */
2390                 if (makeit > 20) {
2391                         error = cache_fromdvp_try(dvp, cred, &saved_dvp);
2392                         if (error) {
2393                                 kprintf("lookupdotdot(longpath) failed %d "
2394                                        "dvp %p\n", error, dvp);
2395                                 nch->ncp = NULL;
2396                                 break;
2397                         }
2398                         continue;
2399                 }
2400
2401                 /*
2402                  * Get the parent directory and resolve its ncp.
2403                  */
2404                 if (fakename) {
2405                         kfree(fakename, M_TEMP);
2406                         fakename = NULL;
2407                 }
2408                 error = vop_nlookupdotdot(*dvp->v_ops, dvp, &pvp, cred,
2409                                           &fakename);
2410                 if (error) {
2411                         kprintf("lookupdotdot failed %d dvp %p\n", error, dvp);
2412                         break;
2413                 }
2414                 vn_unlock(pvp);
2415
2416                 /*
2417                  * Reuse makeit as a recursion depth counter.  On success
2418                  * nch will be fully referenced.
2419                  */
2420                 cache_fromdvp(pvp, cred, makeit + 1, nch);
2421                 vrele(pvp);
2422                 if (nch->ncp == NULL)
2423                         break;
2424
2425                 /*
2426                  * Do an inefficient scan of pvp (embodied by ncp) to look
2427                  * for dvp.  This will create a namecache record for dvp on
2428                  * success.  We loop up to recheck on success.
2429                  *
2430                  * ncp and dvp are both held but not locked.
2431                  */
2432                 error = cache_inefficient_scan(nch, cred, dvp, fakename);
2433                 if (error) {
2434                         kprintf("cache_fromdvp: scan %p (%s) failed on dvp=%p\n",
2435                                 pvp, nch->ncp->nc_name, dvp);
2436                         cache_drop(nch);
2437                         /* nch was NULLed out, reload mount */
2438                         nch->mount = dvp->v_mount;
2439                         break;
2440                 }
2441                 if (ncvp_debug) {
2442                         kprintf("cache_fromdvp: scan %p (%s) succeeded\n",
2443                                 pvp, nch->ncp->nc_name);
2444                 }
2445                 cache_drop(nch);
2446                 /* nch was NULLed out, reload mount */
2447                 nch->mount = dvp->v_mount;
2448         }
2449
2450         /*
2451          * If nch->ncp is non-NULL it will have been held already.
2452          */
2453         if (fakename)
2454                 kfree(fakename, M_TEMP);
2455         if (saved_dvp)
2456                 vrele(saved_dvp);
2457         if (nch->ncp)
2458                 return (0);
2459         return (EINVAL);
2460 }
2461
2462 /*
2463  * Go up the chain of parent directories until we find something
2464  * we can resolve into the namecache.  This is very inefficient.
2465  */
2466 static
2467 int
2468 cache_fromdvp_try(struct vnode *dvp, struct ucred *cred,
2469                   struct vnode **saved_dvp)
2470 {
2471         struct nchandle nch;
2472         struct vnode *pvp;
2473         int error;
2474         static time_t last_fromdvp_report;
2475         char *fakename;
2476
2477         /*
2478          * Loop getting the parent directory vnode until we get something we
2479          * can resolve in the namecache.
2480          */
2481         vref(dvp);
2482         nch.mount = dvp->v_mount;
2483         nch.ncp = NULL;
2484         fakename = NULL;
2485
2486         for (;;) {
2487                 if (fakename) {
2488                         kfree(fakename, M_TEMP);
2489                         fakename = NULL;
2490                 }
2491                 error = vop_nlookupdotdot(*dvp->v_ops, dvp, &pvp, cred,
2492                                           &fakename);
2493                 if (error) {
2494                         vrele(dvp);
2495                         break;
2496                 }
2497                 vn_unlock(pvp);
2498                 spin_lock_shared(&pvp->v_spin);
2499                 if ((nch.ncp = TAILQ_FIRST(&pvp->v_namecache)) != NULL) {
2500                         _cache_hold(nch.ncp);
2501                         spin_unlock_shared(&pvp->v_spin);
2502                         vrele(pvp);
2503                         break;
2504                 }
2505                 spin_unlock_shared(&pvp->v_spin);
2506                 if (pvp->v_flag & VROOT) {
2507                         nch.ncp = _cache_get(pvp->v_mount->mnt_ncmountpt.ncp);
2508                         error = cache_resolve_mp(nch.mount);
2509                         _cache_unlock(nch.ncp);
2510                         vrele(pvp);
2511                         if (error) {
2512                                 _cache_drop(nch.ncp);
2513                                 nch.ncp = NULL;
2514                                 vrele(dvp);
2515                         }
2516                         break;
2517                 }
2518                 vrele(dvp);
2519                 dvp = pvp;
2520         }
2521         if (error == 0) {
2522                 if (last_fromdvp_report != time_uptime) {
2523                         last_fromdvp_report = time_uptime;
2524                         kprintf("Warning: extremely inefficient path "
2525                                 "resolution on %s\n",
2526                                 nch.ncp->nc_name);
2527                 }
2528                 error = cache_inefficient_scan(&nch, cred, dvp, fakename);
2529
2530                 /*
2531                  * Hopefully dvp now has a namecache record associated with
2532                  * it.  Leave it referenced to prevent the kernel from
2533                  * recycling the vnode.  Otherwise extremely long directory
2534                  * paths could result in endless recycling.
2535                  */
2536                 if (*saved_dvp)
2537                     vrele(*saved_dvp);
2538                 *saved_dvp = dvp;
2539                 _cache_drop(nch.ncp);
2540         }
2541         if (fakename)
2542                 kfree(fakename, M_TEMP);
2543         return (error);
2544 }
2545
2546 /*
2547  * Do an inefficient scan of the directory represented by ncp looking for
2548  * the directory vnode dvp.  ncp must be held but not locked on entry and
2549  * will be held on return.  dvp must be refd but not locked on entry and
2550  * will remain refd on return.
2551  *
2552  * Why do this at all?  Well, due to its stateless nature the NFS server
2553  * converts file handles directly to vnodes without necessarily going through
2554  * the namecache ops that would otherwise create the namecache topology
2555  * leading to the vnode.  We could either (1) Change the namecache algorithms
2556  * to allow disconnect namecache records that are re-merged opportunistically,
2557  * or (2) Make the NFS server backtrack and scan to recover a connected
2558  * namecache topology in order to then be able to issue new API lookups.
2559  *
2560  * It turns out that (1) is a huge mess.  It takes a nice clean set of 
2561  * namecache algorithms and introduces a lot of complication in every subsystem
2562  * that calls into the namecache to deal with the re-merge case, especially
2563  * since we are using the namecache to placehold negative lookups and the
2564  * vnode might not be immediately assigned. (2) is certainly far less
2565  * efficient then (1), but since we are only talking about directories here
2566  * (which are likely to remain cached), the case does not actually run all
2567  * that often and has the supreme advantage of not polluting the namecache
2568  * algorithms.
2569  *
2570  * If a fakename is supplied just construct a namecache entry using the
2571  * fake name.
2572  */
2573 static int
2574 cache_inefficient_scan(struct nchandle *nch, struct ucred *cred, 
2575                        struct vnode *dvp, char *fakename)
2576 {
2577         struct nlcomponent nlc;
2578         struct nchandle rncp;
2579         struct dirent *den;
2580         struct vnode *pvp;
2581         struct vattr vat;
2582         struct iovec iov;
2583         struct uio uio;
2584         int blksize;
2585         int eofflag;
2586         int bytes;
2587         char *rbuf;
2588         int error;
2589
2590         vat.va_blocksize = 0;
2591         if ((error = VOP_GETATTR(dvp, &vat)) != 0)
2592                 return (error);
2593         cache_lock(nch);
2594         error = cache_vref(nch, cred, &pvp);
2595         cache_unlock(nch);
2596         if (error)
2597                 return (error);
2598         if (ncvp_debug) {
2599                 kprintf("inefficient_scan of (%p,%s): directory iosize %ld "
2600                         "vattr fileid = %lld\n",
2601                         nch->ncp, nch->ncp->nc_name,
2602                         vat.va_blocksize,
2603                         (long long)vat.va_fileid);
2604         }
2605
2606         /*
2607          * Use the supplied fakename if not NULL.  Fake names are typically
2608          * not in the actual filesystem hierarchy.  This is used by HAMMER
2609          * to glue @@timestamp recursions together.
2610          */
2611         if (fakename) {
2612                 nlc.nlc_nameptr = fakename;
2613                 nlc.nlc_namelen = strlen(fakename);
2614                 rncp = cache_nlookup(nch, &nlc);
2615                 goto done;
2616         }
2617
2618         if ((blksize = vat.va_blocksize) == 0)
2619                 blksize = DEV_BSIZE;
2620         rbuf = kmalloc(blksize, M_TEMP, M_WAITOK);
2621         rncp.ncp = NULL;
2622
2623         eofflag = 0;
2624         uio.uio_offset = 0;
2625 again:
2626         iov.iov_base = rbuf;
2627         iov.iov_len = blksize;
2628         uio.uio_iov = &iov;
2629         uio.uio_iovcnt = 1;
2630         uio.uio_resid = blksize;
2631         uio.uio_segflg = UIO_SYSSPACE;
2632         uio.uio_rw = UIO_READ;
2633         uio.uio_td = curthread;
2634
2635         if (ncvp_debug >= 2)
2636                 kprintf("cache_inefficient_scan: readdir @ %08x\n", (int)uio.uio_offset);
2637         error = VOP_READDIR(pvp, &uio, cred, &eofflag, NULL, NULL);
2638         if (error == 0) {
2639                 den = (struct dirent *)rbuf;
2640                 bytes = blksize - uio.uio_resid;
2641
2642                 while (bytes > 0) {
2643                         if (ncvp_debug >= 2) {
2644                                 kprintf("cache_inefficient_scan: %*.*s\n",
2645                                         den->d_namlen, den->d_namlen, 
2646                                         den->d_name);
2647                         }
2648                         if (den->d_type != DT_WHT &&
2649                             den->d_ino == vat.va_fileid) {
2650                                 if (ncvp_debug) {
2651                                         kprintf("cache_inefficient_scan: "
2652                                                "MATCHED inode %lld path %s/%*.*s\n",
2653                                                (long long)vat.va_fileid,
2654                                                nch->ncp->nc_name,
2655                                                den->d_namlen, den->d_namlen,
2656                                                den->d_name);
2657                                 }
2658                                 nlc.nlc_nameptr = den->d_name;
2659                                 nlc.nlc_namelen = den->d_namlen;
2660                                 rncp = cache_nlookup(nch, &nlc);
2661                                 KKASSERT(rncp.ncp != NULL);
2662                                 break;
2663                         }
2664                         bytes -= _DIRENT_DIRSIZ(den);
2665                         den = _DIRENT_NEXT(den);
2666                 }
2667                 if (rncp.ncp == NULL && eofflag == 0 && uio.uio_resid != blksize)
2668                         goto again;
2669         }
2670         kfree(rbuf, M_TEMP);
2671 done:
2672         vrele(pvp);
2673         if (rncp.ncp) {
2674                 if (rncp.ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
2675                         _cache_setvp(rncp.mount, rncp.ncp, dvp);
2676                         if (ncvp_debug >= 2) {
2677                                 kprintf("cache_inefficient_scan: setvp %s/%s = %p\n",
2678                                         nch->ncp->nc_name, rncp.ncp->nc_name, dvp);
2679                         }
2680                 } else {
2681                         if (ncvp_debug >= 2) {
2682                                 kprintf("cache_inefficient_scan: setvp %s/%s already set %p/%p\n", 
2683                                         nch->ncp->nc_name, rncp.ncp->nc_name, dvp,
2684                                         rncp.ncp->nc_vp);
2685                         }
2686                 }
2687                 if (rncp.ncp->nc_vp == NULL)
2688                         error = rncp.ncp->nc_error;
2689                 /* 
2690                  * Release rncp after a successful nlookup.  rncp was fully
2691                  * referenced.
2692                  */
2693                 cache_put(&rncp);
2694         } else {
2695                 kprintf("cache_inefficient_scan: dvp %p NOT FOUND in %s\n",
2696                         dvp, nch->ncp->nc_name);
2697                 error = ENOENT;
2698         }
2699         return (error);
2700 }
2701
2702 /*
2703  * Zap a namecache entry.  The ncp is unconditionally set to an unresolved
2704  * state, which disassociates it from its vnode or pcpu_ncache[n].neg_list.
2705  *
2706  * Then, if there are no additional references to the ncp and no children,
2707  * the ncp is removed from the topology and destroyed.
2708  *
2709  * References and/or children may exist if the ncp is in the middle of the
2710  * topology, preventing the ncp from being destroyed.
2711  *
2712  * This function must be called with the ncp held and locked and will unlock
2713  * and drop it during zapping.
2714  *
2715  * If nonblock is non-zero and the parent ncp cannot be locked we give up.
2716  * This case can occur in the cache_drop() path.
2717  *
2718  * This function may returned a held (but NOT locked) parent node which the
2719  * caller must drop.  We do this so _cache_drop() can loop, to avoid
2720  * blowing out the kernel stack.
2721  *
2722  * WARNING!  For MPSAFE operation this routine must acquire up to three
2723  *           spin locks to be able to safely test nc_refs.  Lock order is
2724  *           very important.
2725  *
2726  *           hash spinlock if on hash list
2727  *           parent spinlock if child of parent
2728  *           (the ncp is unresolved so there is no vnode association)
2729  */
2730 static struct namecache *
2731 cache_zap(struct namecache *ncp, int nonblock)
2732 {
2733         struct namecache *par;
2734         struct vnode *dropvp;
2735         struct nchash_head *nchpp;
2736         int refs;
2737
2738         /*
2739          * Disassociate the vnode or negative cache ref and set NCF_UNRESOLVED.
2740          */
2741         _cache_setunresolved(ncp);
2742
2743         /*
2744          * Try to scrap the entry and possibly tail-recurse on its parent.
2745          * We only scrap unref'd (other then our ref) unresolved entries,
2746          * we do not scrap 'live' entries.
2747          *
2748          * Note that once the spinlocks are acquired if nc_refs == 1 no
2749          * other references are possible.  If it isn't, however, we have
2750          * to decrement but also be sure to avoid a 1->0 transition.
2751          */
2752         KKASSERT(ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED);
2753         KKASSERT(ncp->nc_refs > 0);
2754
2755         /*
2756          * Acquire locks.  Note that the parent can't go away while we hold
2757          * a child locked.
2758          */
2759         nchpp = NULL;
2760         if ((par = ncp->nc_parent) != NULL) {
2761                 if (nonblock) {
2762                         for (;;) {
2763                                 if (_cache_lock_nonblock(par) == 0)
2764                                         break;
2765                                 refs = ncp->nc_refs;
2766                                 ncp->nc_flag |= NCF_DEFEREDZAP;
2767                                 atomic_add_long(
2768                                     &pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid].numdefered,
2769                                     1);
2770                                 if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_refs,
2771                                                       refs, refs - 1)) {
2772                                         _cache_unlock(ncp);
2773                                         return(NULL);
2774                                 }
2775                                 cpu_pause();
2776                         }
2777                         _cache_hold(par);
2778                 } else {
2779                         _cache_hold(par);
2780                         _cache_lock(par);
2781                 }
2782                 nchpp = ncp->nc_head;
2783                 spin_lock(&nchpp->spin);
2784         }
2785
2786         /*
2787          * At this point if we find refs == 1 it should not be possible for
2788          * anyone else to have access to the ncp.  We are holding the only
2789          * possible access point left (nchpp) spin-locked.
2790          *
2791          * If someone other then us has a ref or we have children
2792          * we cannot zap the entry.  The 1->0 transition and any
2793          * further list operation is protected by the spinlocks
2794          * we have acquired but other transitions are not.
2795          */
2796         for (;;) {
2797                 refs = ncp->nc_refs;
2798                 cpu_ccfence();
2799                 if (refs == 1 && TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
2800                         break;
2801                 if (atomic_cmpset_int(&ncp->nc_refs, refs, refs - 1)) {
2802                         if (par) {
2803                                 spin_unlock(&nchpp->spin);
2804                                 _cache_put(par);
2805                         }
2806                         _cache_unlock(ncp);
2807                         return(NULL);
2808                 }
2809                 cpu_pause();
2810         }
2811
2812         /*
2813          * We are the only ref and with the spinlocks held no further
2814          * refs can be acquired by others.
2815          *
2816          * Remove us from the hash list and parent list.  We have to
2817          * drop a ref on the parent's vp if the parent's list becomes
2818          * empty.
2819          */
2820         dropvp = NULL;
2821         if (par) {
2822                 struct pcpu_ncache *pn = &pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid];
2823
2824                 KKASSERT(nchpp == ncp->nc_head);
2825                 TAILQ_REMOVE(&ncp->nc_head->list, ncp, nc_hash);
2826                 TAILQ_REMOVE(&par->nc_list, ncp, nc_entry);
2827                 atomic_add_long(&pn->vfscache_count, -1);
2828                 if (TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list))
2829                         atomic_add_long(&pn->vfscache_leafs, -1);
2830
2831                 if (TAILQ_EMPTY(&par->nc_list)) {
2832                         atomic_add_long(&pn->vfscache_leafs, 1);
2833                         if (par->nc_vp)
2834                                 dropvp = par->nc_vp;
2835                 }
2836                 ncp->nc_head = NULL;
2837                 ncp->nc_parent = NULL;
2838                 spin_unlock(&nchpp->spin);
2839                 _cache_unlock(par);
2840         } else {
2841                 KKASSERT(ncp->nc_head == NULL);
2842         }
2843
2844         /*
2845          * ncp should not have picked up any refs.  Physically
2846          * destroy the ncp.
2847          */
2848         if (ncp->nc_refs != 1) {
2849                 int save_refs = ncp->nc_refs;
2850                 cpu_ccfence();
2851                 panic("cache_zap: %p bad refs %d (%d)\n",
2852                         ncp, save_refs, atomic_fetchadd_int(&ncp->nc_refs, 0));
2853         }
2854         KKASSERT(ncp->nc_refs == 1);
2855         /* _cache_unlock(ncp) not required */
2856         ncp->nc_refs = -1;      /* safety */
2857         if (ncp->nc_name)
2858                 kfree(ncp->nc_name, M_VFSCACHE);
2859         kfree(ncp, M_VFSCACHE);
2860
2861         /*
2862          * Delayed drop (we had to release our spinlocks)
2863          *
2864          * The refed parent (if not  NULL) must be dropped.  The
2865          * caller is responsible for looping.
2866          */
2867         if (dropvp)
2868                 vdrop(dropvp);
2869         return(par);
2870 }
2871
2872 /*
2873  * Clean up dangling negative cache and defered-drop entries in the
2874  * namecache.
2875  *
2876  * This routine is called in the critical path and also called from
2877  * vnlru().  When called from vnlru we use a lower limit to try to
2878  * deal with the negative cache before the critical path has to start
2879  * dealing with it.
2880  */
2881 typedef enum { CHI_LOW, CHI_HIGH } cache_hs_t;
2882
2883 static cache_hs_t neg_cache_hysteresis_state[2] = { CHI_LOW, CHI_LOW };
2884 static cache_hs_t pos_cache_hysteresis_state[2] = { CHI_LOW, CHI_LOW };
2885
2886 void
2887 cache_hysteresis(int critpath)
2888 {
2889         long poslimit;
2890         long neglimit = maxvnodes / ncnegfactor;
2891         long xnumcache = vfscache_leafs;
2892
2893         if (critpath == 0)
2894                 neglimit = neglimit * 8 / 10;
2895
2896         /*
2897          * Don't cache too many negative hits.  We use hysteresis to reduce
2898          * the impact on the critical path.
2899          */
2900         switch(neg_cache_hysteresis_state[critpath]) {
2901         case CHI_LOW:
2902                 if (vfscache_negs > MINNEG && vfscache_negs > neglimit) {
2903                         if (critpath)
2904                                 _cache_cleanneg(ncnegflush);
2905                         else
2906                                 _cache_cleanneg(ncnegflush +
2907                                                 vfscache_negs - neglimit);
2908                         neg_cache_hysteresis_state[critpath] = CHI_HIGH;
2909                 }
2910                 break;
2911         case CHI_HIGH:
2912                 if (vfscache_negs > MINNEG * 9 / 10 &&
2913                     vfscache_negs * 9 / 10 > neglimit
2914                 ) {
2915                         if (critpath)
2916                                 _cache_cleanneg(ncnegflush);
2917                         else
2918                                 _cache_cleanneg(ncnegflush +
2919                                                 vfscache_negs * 9 / 10 -
2920                                                 neglimit);
2921                 } else {
2922                         neg_cache_hysteresis_state[critpath] = CHI_LOW;
2923                 }
2924                 break;
2925         }
2926
2927         /*
2928          * Don't cache too many positive hits.  We use hysteresis to reduce
2929          * the impact on the critical path.
2930          *
2931          * Excessive positive hits can accumulate due to large numbers of
2932          * hardlinks (the vnode cache will not prevent hl ncps from growing
2933          * into infinity).
2934          */
2935         if ((poslimit = ncposlimit) == 0)
2936                 poslimit = maxvnodes * 2;
2937         if (critpath == 0)
2938                 poslimit = poslimit * 8 / 10;
2939
2940         switch(pos_cache_hysteresis_state[critpath]) {
2941         case CHI_LOW:
2942                 if (xnumcache > poslimit && xnumcache > MINPOS) {
2943                         if (critpath)
2944                                 _cache_cleanpos(ncposflush);
2945                         else
2946                                 _cache_cleanpos(ncposflush +
2947                                                 xnumcache - poslimit);
2948                         pos_cache_hysteresis_state[critpath] = CHI_HIGH;
2949                 }
2950                 break;
2951         case CHI_HIGH:
2952                 if (xnumcache > poslimit * 5 / 6 && xnumcache > MINPOS) {
2953                         if (critpath)
2954                                 _cache_cleanpos(ncposflush);
2955                         else
2956                                 _cache_cleanpos(ncposflush +
2957                                                 xnumcache - poslimit * 5 / 6);
2958                 } else {
2959                         pos_cache_hysteresis_state[critpath] = CHI_LOW;
2960                 }
2961                 break;
2962         }
2963
2964         /*
2965          * Clean out dangling defered-zap ncps which could not be cleanly
2966          * dropped if too many build up.  Note that numdefered is
2967          * heuristical.  Make sure we are real-time for the current cpu,
2968          * plus the global rollup.
2969          */
2970         if (pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid].numdefered + numdefered > neglimit) {
2971                 _cache_cleandefered();
2972         }
2973 }
2974
2975 /*
2976  * NEW NAMECACHE LOOKUP API
2977  *
2978  * Lookup an entry in the namecache.  The passed par_nch must be referenced
2979  * and unlocked.  A referenced and locked nchandle with a non-NULL nch.ncp
2980  * is ALWAYS returned, eve if the supplied component is illegal.
2981  *
2982  * The resulting namecache entry should be returned to the system with
2983  * cache_put() or cache_unlock() + cache_drop().
2984  *
2985  * namecache locks are recursive but care must be taken to avoid lock order
2986  * reversals (hence why the passed par_nch must be unlocked).  Locking
2987  * rules are to order for parent traversals, not for child traversals.
2988  *
2989  * Nobody else will be able to manipulate the associated namespace (e.g.
2990  * create, delete, rename, rename-target) until the caller unlocks the
2991  * entry.
2992  *
2993  * The returned entry will be in one of three states:  positive hit (non-null
2994  * vnode), negative hit (null vnode), or unresolved (NCF_UNRESOLVED is set).
2995  * Unresolved entries must be resolved through the filesystem to associate the
2996  * vnode and/or determine whether a positive or negative hit has occured.
2997  *
2998  * It is not necessary to lock a directory in order to lock namespace under
2999  * that directory.  In fact, it is explicitly not allowed to do that.  A
3000  * directory is typically only locked when being created, renamed, or
3001  * destroyed.
3002  *
3003  * The directory (par) may be unresolved, in which case any returned child
3004  * will likely also be marked unresolved.  Likely but not guarenteed.  Since
3005  * the filesystem lookup requires a resolved directory vnode the caller is
3006  * responsible for resolving the namecache chain top-down.  This API 
3007  * specifically allows whole chains to be created in an unresolved state.
3008  */
3009 struct nchandle
3010 cache_nlookup(struct nchandle *par_nch, struct nlcomponent *nlc)
3011 {
3012         struct nchandle nch;
3013         struct namecache *ncp;
3014         struct namecache *new_ncp;
3015         struct namecache *rep_ncp;      /* reuse a destroyed ncp */
3016         struct nchash_head *nchpp;
3017         struct mount *mp;
3018         u_int32_t hash;
3019         globaldata_t gd;
3020         int par_locked;
3021
3022         gd = mycpu;
3023         mp = par_nch->mount;
3024         par_locked = 0;
3025
3026         /*
3027          * This is a good time to call it, no ncp's are locked by
3028          * the caller or us.
3029          */
3030         cache_hysteresis(1);
3031
3032         /*
3033          * Try to locate an existing entry
3034          */
3035         hash = fnv_32_buf(nlc->nlc_nameptr, nlc->nlc_namelen, FNV1_32_INIT);
3036         hash = fnv_32_buf(&par_nch->ncp, sizeof(par_nch->ncp), hash);
3037         new_ncp = NULL;
3038         nchpp = NCHHASH(hash);
3039 restart:
3040         rep_ncp = NULL;
3041         if (new_ncp)
3042                 spin_lock(&nchpp->spin);
3043         else
3044                 spin_lock_shared(&nchpp->spin);
3045
3046         TAILQ_FOREACH(ncp, &nchpp->list, nc_hash) {
3047                 /*
3048                  * Break out if we find a matching entry.  Note that
3049                  * UNRESOLVED entries may match, but DESTROYED entries
3050                  * do not.
3051                  *
3052                  * We may be able to reuse DESTROYED entries that we come
3053                  * across, even if the name does not match, as long as
3054                  * nc_nlen is correct.
3055                  */
3056                 if (ncp->nc_parent == par_nch->ncp &&
3057                     ncp->nc_nlen == nlc->nlc_namelen) {
3058                         if (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED) {
3059                                 if (ncp->nc_refs == 0 && rep_ncp == NULL)
3060                                         rep_ncp = ncp;
3061                                 continue;
3062                         }
3063                         if (bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_nlen))
3064                                 continue;
3065                         _cache_hold(ncp);
3066                         if (new_ncp)
3067                                 spin_unlock(&nchpp->spin);
3068                         else
3069                                 spin_unlock_shared(&nchpp->spin);
3070                         if (par_locked) {
3071                                 _cache_unlock(par_nch->ncp);
3072                                 par_locked = 0;
3073                         }
3074                         if (_cache_lock_special(ncp) == 0) {
3075                                 /*
3076                                  * Successfully locked but we must re-test
3077                                  * conditions that might have changed since
3078                                  * we did not have the lock before.
3079                                  */
3080                                 if (ncp->nc_parent != par_nch->ncp ||
3081                                     ncp->nc_nlen != nlc->nlc_namelen ||
3082                                     bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr,
3083                                          ncp->nc_nlen) ||
3084                                     (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED)) {
3085                                         _cache_put(ncp);
3086                                         goto restart;
3087                                 }
3088                                 _cache_auto_unresolve(mp, ncp);
3089                                 if (new_ncp)
3090                                         _cache_free(new_ncp);
3091                                 goto found;
3092                         }
3093                         _cache_get(ncp);        /* cycle the lock to block */
3094                         _cache_put(ncp);
3095                         _cache_drop(ncp);
3096                         goto restart;
3097                 }
3098         }
3099
3100         /*
3101          * We failed to locate the entry, try to resurrect a destroyed
3102          * entry that we did find that is already correctly linked into
3103          * nchpp and the parent.  We must re-test conditions after
3104          * successfully locking rep_ncp.
3105          *
3106          * This case can occur under heavy loads due to not being able
3107          * to safely lock the parent in cache_zap().  Nominally a repeated
3108          * create/unlink load, but only the namelen needs to match.
3109          */
3110         if (rep_ncp && new_ncp == NULL) {
3111                 if (_cache_lock_nonblock(rep_ncp) == 0) {
3112                         _cache_hold(rep_ncp);
3113                         if (rep_ncp->nc_parent == par_nch->ncp &&
3114                             rep_ncp->nc_nlen == nlc->nlc_namelen &&
3115                             (rep_ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED)) {
3116                                 /*
3117                                  * Update nc_name as reuse as new.
3118                                  */
3119                                 ncp = rep_ncp;
3120                                 bcopy(nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_name,
3121                                       nlc->nlc_namelen);
3122                                 spin_unlock_shared(&nchpp->spin);
3123                                 _cache_setunresolved(ncp);
3124                                 ncp->nc_flag = NCF_UNRESOLVED;
3125                                 ncp->nc_error = ENOTCONN;
3126                                 goto found;
3127                         }
3128                         _cache_put(rep_ncp);
3129                 }
3130         }
3131
3132         /*
3133          * Otherwise create a new entry and add it to the cache.  The parent
3134          * ncp must also be locked so we can link into it.
3135          *
3136          * We have to relookup after possibly blocking in kmalloc or
3137          * when locking par_nch.
3138          *
3139          * NOTE: nlc_namelen can be 0 and nlc_nameptr NULL as a special
3140          *       mount case, in which case nc_name will be NULL.
3141          */
3142         if (new_ncp == NULL) {
3143                 spin_unlock_shared(&nchpp->spin);
3144                 new_ncp = cache_alloc(nlc->nlc_namelen);
3145                 if (nlc->nlc_namelen) {
3146                         bcopy(nlc->nlc_nameptr, new_ncp->nc_name,
3147                               nlc->nlc_namelen);
3148                         new_ncp->nc_name[nlc->nlc_namelen] = 0;
3149                 }
3150                 goto restart;
3151         }
3152
3153         /*
3154          * NOTE! The spinlock is held exclusively here because new_ncp
3155          *       is non-NULL.
3156          */
3157         if (par_locked == 0) {
3158                 spin_unlock(&nchpp->spin);
3159                 _cache_lock(par_nch->ncp);
3160                 par_locked = 1;
3161                 goto restart;
3162         }
3163
3164         /*
3165          * WARNING!  We still hold the spinlock.  We have to set the hash
3166          *           table entry atomically.
3167          */
3168         ncp = new_ncp;
3169         _cache_link_parent(ncp, par_nch->ncp, nchpp);
3170         spin_unlock(&nchpp->spin);
3171         _cache_unlock(par_nch->ncp);
3172         /* par_locked = 0 - not used */
3173 found:
3174         /*
3175          * stats and namecache size management
3176          */
3177         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)
3178                 ++gd->gd_nchstats->ncs_miss;
3179         else if (ncp->nc_vp)
3180                 ++gd->gd_nchstats->ncs_goodhits;
3181         else
3182                 ++gd->gd_nchstats->ncs_neghits;
3183         nch.mount = mp;
3184         nch.ncp = ncp;
3185         _cache_mntref(nch.mount);
3186
3187         return(nch);
3188 }
3189
3190 /*
3191  * Attempt to lookup a namecache entry and return with a shared namecache
3192  * lock.
3193  */
3194 int
3195 cache_nlookup_maybe_shared(struct nchandle *par_nch, struct nlcomponent *nlc,
3196                            int excl, struct nchandle *res_nch)
3197 {
3198         struct namecache *ncp;
3199         struct nchash_head *nchpp;
3200         struct mount *mp;
3201         u_int32_t hash;
3202         globaldata_t gd;
3203
3204         /*
3205          * If exclusive requested or shared namecache locks are disabled,
3206          * return failure.
3207          */
3208         if (ncp_shared_lock_disable || excl)
3209                 return(EWOULDBLOCK);
3210
3211         gd = mycpu;
3212         mp = par_nch->mount;
3213
3214         /*
3215          * This is a good time to call it, no ncp's are locked by
3216          * the caller or us.
3217          */
3218         cache_hysteresis(1);
3219
3220         /*
3221          * Try to locate an existing entry
3222          */
3223         hash = fnv_32_buf(nlc->nlc_nameptr, nlc->nlc_namelen, FNV1_32_INIT);
3224         hash = fnv_32_buf(&par_nch->ncp, sizeof(par_nch->ncp), hash);
3225         nchpp = NCHHASH(hash);
3226
3227         spin_lock_shared(&nchpp->spin);
3228
3229         TAILQ_FOREACH(ncp, &nchpp->list, nc_hash) {
3230                 /*
3231                  * Break out if we find a matching entry.  Note that
3232                  * UNRESOLVED entries may match, but DESTROYED entries
3233                  * do not.
3234                  */
3235                 if (ncp->nc_parent == par_nch->ncp &&
3236                     ncp->nc_nlen == nlc->nlc_namelen &&
3237                     bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_nlen) == 0 &&
3238                     (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED) == 0
3239                 ) {
3240                         _cache_hold(ncp);
3241                         spin_unlock_shared(&nchpp->spin);
3242                         if (_cache_lock_shared_special(ncp) == 0) {
3243                                 if (ncp->nc_parent == par_nch->ncp &&
3244                                     ncp->nc_nlen == nlc->nlc_namelen &&
3245                                     bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr,
3246                                          ncp->nc_nlen) == 0 &&
3247                                     (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED) == 0 &&
3248                                     (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0 &&
3249                                     _cache_auto_unresolve_test(mp, ncp) == 0) {
3250                                         goto found;
3251                                 }
3252                                 _cache_unlock(ncp);
3253                         }
3254                         _cache_drop(ncp);
3255                         spin_lock_shared(&nchpp->spin);
3256                         break;
3257                 }
3258         }
3259
3260         /*
3261          * Failure
3262          */
3263         spin_unlock_shared(&nchpp->spin);
3264         return(EWOULDBLOCK);
3265
3266         /*
3267          * Success
3268          *
3269          * Note that nc_error might be non-zero (e.g ENOENT).
3270          */
3271 found:
3272         res_nch->mount = mp;
3273         res_nch->ncp = ncp;
3274         ++gd->gd_nchstats->ncs_goodhits;
3275         _cache_mntref(res_nch->mount);
3276
3277         KKASSERT(ncp->nc_error != EWOULDBLOCK);
3278         return(ncp->nc_error);
3279 }
3280
3281 /*
3282  * This is a non-blocking verison of cache_nlookup() used by
3283  * nfs_readdirplusrpc_uio().  It can fail for any reason and
3284  * will return nch.ncp == NULL in that case.
3285  */
3286 struct nchandle
3287 cache_nlookup_nonblock(struct nchandle *par_nch, struct nlcomponent *nlc)
3288 {
3289         struct nchandle nch;
3290         struct namecache *ncp;
3291         struct namecache *new_ncp;
3292         struct nchash_head *nchpp;
3293         struct mount *mp;
3294         u_int32_t hash;
3295         globaldata_t gd;
3296         int par_locked;
3297
3298         gd = mycpu;
3299         mp = par_nch->mount;
3300         par_locked = 0;
3301
3302         /*
3303          * Try to locate an existing entry
3304          */
3305         hash = fnv_32_buf(nlc->nlc_nameptr, nlc->nlc_namelen, FNV1_32_INIT);
3306         hash = fnv_32_buf(&par_nch->ncp, sizeof(par_nch->ncp), hash);
3307         new_ncp = NULL;
3308         nchpp = NCHHASH(hash);
3309 restart:
3310         spin_lock(&nchpp->spin);
3311         TAILQ_FOREACH(ncp, &nchpp->list, nc_hash) {
3312                 /*
3313                  * Break out if we find a matching entry.  Note that
3314                  * UNRESOLVED entries may match, but DESTROYED entries
3315                  * do not.
3316                  */
3317                 if (ncp->nc_parent == par_nch->ncp &&
3318                     ncp->nc_nlen == nlc->nlc_namelen &&
3319                     bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_nlen) == 0 &&
3320                     (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED) == 0
3321                 ) {
3322                         _cache_hold(ncp);
3323                         spin_unlock(&nchpp->spin);
3324                         if (par_locked) {
3325                                 _cache_unlock(par_nch->ncp);
3326                                 par_locked = 0;
3327                         }
3328                         if (_cache_lock_special(ncp) == 0) {
3329                                 if (ncp->nc_parent != par_nch->ncp ||
3330                                     ncp->nc_nlen != nlc->nlc_namelen ||
3331                                     bcmp(ncp->nc_name, nlc->nlc_nameptr, ncp->nc_nlen) ||
3332                                     (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED)) {
3333                                         kprintf("cache_lookup_nonblock: "
3334                                                 "ncp-race %p %*.*s\n",
3335                                                 ncp,
3336                                                 nlc->nlc_namelen,
3337                                                 nlc->nlc_namelen,
3338                                                 nlc->nlc_nameptr);
3339                                         _cache_unlock(ncp);
3340                                         _cache_drop(ncp);
3341                                         goto failed;
3342                                 }
3343                                 _cache_auto_unresolve(mp, ncp);
3344                                 if (new_ncp) {
3345                                         _cache_free(new_ncp);
3346                                         new_ncp = NULL;
3347                                 }
3348                                 goto found;
3349                         }
3350                         _cache_drop(ncp);
3351                         goto failed;
3352                 }
3353         }
3354
3355         /*
3356          * We failed to locate an entry, create a new entry and add it to
3357          * the cache.  The parent ncp must also be locked so we
3358          * can link into it.
3359          *
3360          * We have to relookup after possibly blocking in kmalloc or
3361          * when locking par_nch.
3362          *
3363          * NOTE: nlc_namelen can be 0 and nlc_nameptr NULL as a special
3364          *       mount case, in which case nc_name will be NULL.
3365          */
3366         if (new_ncp == NULL) {
3367                 spin_unlock(&nchpp->spin);
3368                 new_ncp = cache_alloc(nlc->nlc_namelen);
3369                 if (nlc->nlc_namelen) {
3370                         bcopy(nlc->nlc_nameptr, new_ncp->nc_name,
3371                               nlc->nlc_namelen);
3372                         new_ncp->nc_name[nlc->nlc_namelen] = 0;
3373                 }
3374                 goto restart;
3375         }
3376         if (par_locked == 0) {
3377                 spin_unlock(&nchpp->spin);
3378                 if (_cache_lock_nonblock(par_nch->ncp) == 0) {
3379                         par_locked = 1;
3380                         goto restart;
3381                 }
3382                 goto failed;
3383         }
3384
3385         /*
3386          * WARNING!  We still hold the spinlock.  We have to set the hash
3387          *           table entry atomically.
3388          */
3389         ncp = new_ncp;
3390         _cache_link_parent(ncp, par_nch->ncp, nchpp);
3391         spin_unlock(&nchpp->spin);
3392         _cache_unlock(par_nch->ncp);
3393         /* par_locked = 0 - not used */
3394 found:
3395         /*
3396          * stats and namecache size management
3397          */
3398         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED)
3399                 ++gd->gd_nchstats->ncs_miss;
3400         else if (ncp->nc_vp)
3401                 ++gd->gd_nchstats->ncs_goodhits;
3402         else
3403                 ++gd->gd_nchstats->ncs_neghits;
3404         nch.mount = mp;
3405         nch.ncp = ncp;
3406         _cache_mntref(nch.mount);
3407
3408         return(nch);
3409 failed:
3410         if (new_ncp) {
3411                 _cache_free(new_ncp);
3412                 new_ncp = NULL;
3413         }
3414         nch.mount = NULL;
3415         nch.ncp = NULL;
3416         return(nch);
3417 }
3418
3419 /*
3420  * The namecache entry is marked as being used as a mount point. 
3421  * Locate the mount if it is visible to the caller.  The DragonFly
3422  * mount system allows arbitrary loops in the topology and disentangles
3423  * those loops by matching against (mp, ncp) rather than just (ncp).
3424  * This means any given ncp can dive any number of mounts, depending
3425  * on the relative mount (e.g. nullfs) the caller is at in the topology.
3426  *
3427  * We use a very simple frontend cache to reduce SMP conflicts,
3428  * which we have to do because the mountlist scan needs an exclusive
3429  * lock around its ripout info list.  Not to mention that there might
3430  * be a lot of mounts.
3431  */
3432 struct findmount_info {
3433         struct mount *result;
3434         struct mount *nch_mount;
3435         struct namecache *nch_ncp;
3436 };
3437
3438 static
3439 struct ncmount_cache *
3440 ncmount_cache_lookup(struct mount *mp, struct namecache *ncp)
3441 {
3442         uintptr_t hash;
3443
3444         hash = (uintptr_t)mp + ((uintptr_t)mp >> 18);
3445         hash += (uintptr_t)ncp + ((uintptr_t)ncp >> 16);
3446         hash = (hash >> 1) % NCMOUNT_NUMCACHE;
3447
3448         return (&ncmount_cache[hash]);
3449 }
3450
3451 static
3452 int
3453 cache_findmount_callback(struct mount *mp, void *data)
3454 {
3455         struct findmount_info *info = data;
3456
3457         /*
3458          * Check the mount's mounted-on point against the passed nch.
3459          */
3460         if (mp->mnt_ncmounton.mount == info->nch_mount &&
3461             mp->mnt_ncmounton.ncp == info->nch_ncp
3462         ) {
3463             info->result = mp;
3464             _cache_mntref(mp);
3465             return(-1);
3466         }
3467         return(0);
3468 }
3469
3470 struct mount *
3471 cache_findmount(struct nchandle *nch)
3472 {
3473         struct findmount_info info;
3474         struct ncmount_cache *ncc;
3475         struct mount *mp;
3476
3477         /*
3478          * Fast
3479          */
3480         if (ncmount_cache_enable == 0) {
3481                 ncc = NULL;
3482                 goto skip;
3483         }
3484         ncc = ncmount_cache_lookup(nch->mount, nch->ncp);
3485         if (ncc->ncp == nch->ncp) {
3486                 spin_lock_shared(&ncc->spin);
3487                 if (ncc->isneg == 0 &&
3488                     ncc->ncp == nch->ncp && (mp = ncc->mp) != NULL) {
3489                         if (mp->mnt_ncmounton.mount == nch->mount &&
3490                             mp->mnt_ncmounton.ncp == nch->ncp) {
3491                                 /*
3492                                  * Cache hit (positive)
3493                                  */
3494                                 _cache_mntref(mp);
3495                                 spin_unlock_shared(&ncc->spin);
3496                                 return(mp);
3497                         }
3498                         /* else cache miss */
3499                 }
3500                 if (ncc->isneg &&
3501                     ncc->ncp == nch->ncp && ncc->mp == nch->mount) {
3502                         /*
3503                          * Cache hit (negative)
3504                          */
3505                         spin_unlock_shared(&ncc->spin);
3506                         return(NULL);
3507                 }
3508                 spin_unlock_shared(&ncc->spin);
3509         }
3510 skip:
3511
3512         /*
3513          * Slow
3514          */
3515         info.result = NULL;
3516         info.nch_mount = nch->mount;
3517         info.nch_ncp = nch->ncp;
3518         mountlist_scan(cache_findmount_callback, &info,
3519                        MNTSCAN_FORWARD|MNTSCAN_NOBUSY);
3520
3521         /*
3522          * Cache the result.
3523          *
3524          * Negative lookups: We cache the originating {ncp,mp}. (mp) is
3525          *                   only used for pointer comparisons and is not
3526          *                   referenced (otherwise there would be dangling
3527          *                   refs).
3528          *
3529          * Positive lookups: We cache the originating {ncp} and the target
3530          *                   (mp).  (mp) is referenced.
3531          *
3532          * Indeterminant:    If the match is undergoing an unmount we do
3533          *                   not cache it to avoid racing cache_unmounting(),
3534          *                   but still return the match.
3535          */
3536         if (ncc) {
3537                 spin_lock(&ncc->spin);
3538                 if (info.result == NULL) {
3539                         if (ncc->isneg == 0 && ncc->mp)
3540                                 _cache_mntrel(ncc->mp);
3541                         ncc->ncp = nch->ncp;
3542                         ncc->mp = nch->mount;
3543                         ncc->isneg = 1;
3544                         spin_unlock(&ncc->spin);
3545                 } else if ((info.result->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT) == 0) {
3546                         if (ncc->isneg == 0 && ncc->mp)
3547                                 _cache_mntrel(ncc->mp);
3548                         _cache_mntref(info.result);
3549                         ncc->ncp = nch->ncp;
3550                         ncc->mp = info.result;
3551                         ncc->isneg = 0;
3552                         spin_unlock(&ncc->spin);
3553                 } else {
3554                         spin_unlock(&ncc->spin);
3555                 }
3556         }
3557         return(info.result);
3558 }
3559
3560 void
3561 cache_dropmount(struct mount *mp)
3562 {
3563         _cache_mntrel(mp);
3564 }
3565
3566 void
3567 cache_ismounting(struct mount *mp)
3568 {
3569         struct nchandle *nch = &mp->mnt_ncmounton;
3570         struct ncmount_cache *ncc;
3571
3572         ncc = ncmount_cache_lookup(nch->mount, nch->ncp);
3573         if (ncc->isneg &&
3574             ncc->ncp == nch->ncp && ncc->mp == nch->mount) {
3575                 spin_lock(&ncc->spin);
3576                 if (ncc->isneg &&
3577                     ncc->ncp == nch->ncp && ncc->mp == nch->mount) {
3578                         ncc->ncp = NULL;
3579                         ncc->mp = NULL;
3580                 }
3581                 spin_unlock(&ncc->spin);
3582         }
3583 }
3584
3585 void
3586 cache_unmounting(struct mount *mp)
3587 {
3588         struct nchandle *nch = &mp->mnt_ncmounton;
3589         struct ncmount_cache *ncc;
3590
3591         ncc = ncmount_cache_lookup(nch->mount, nch->ncp);
3592         if (ncc->isneg == 0 &&
3593             ncc->ncp == nch->ncp && ncc->mp == mp) {
3594                 spin_lock(&ncc->spin);
3595                 if (ncc->isneg == 0 &&
3596                     ncc->ncp == nch->ncp && ncc->mp == mp) {
3597                         _cache_mntrel(mp);
3598                         ncc->ncp = NULL;
3599                         ncc->mp = NULL;
3600                 }
3601                 spin_unlock(&ncc->spin);
3602         }
3603 }
3604
3605 /*
3606  * Resolve an unresolved namecache entry, generally by looking it up.
3607  * The passed ncp must be locked and refd. 
3608  *
3609  * Theoretically since a vnode cannot be recycled while held, and since
3610  * the nc_parent chain holds its vnode as long as children exist, the
3611  * direct parent of the cache entry we are trying to resolve should
3612  * have a valid vnode.  If not then generate an error that we can 
3613  * determine is related to a resolver bug.
3614  *
3615  * However, if a vnode was in the middle of a recyclement when the NCP
3616  * got locked, ncp->nc_vp might point to a vnode that is about to become
3617  * invalid.  cache_resolve() handles this case by unresolving the entry
3618  * and then re-resolving it.
3619  *
3620  * Note that successful resolution does not necessarily return an error
3621  * code of 0.  If the ncp resolves to a negative cache hit then ENOENT
3622  * will be returned.
3623  */
3624 int
3625 cache_resolve(struct nchandle *nch, struct ucred *cred)
3626 {
3627         struct namecache *par_tmp;
3628         struct namecache *par;
3629         struct namecache *ncp;
3630         struct nchandle nctmp;
3631         struct mount *mp;
3632         struct vnode *dvp;
3633         int error;
3634
3635         ncp = nch->ncp;
3636         mp = nch->mount;
3637         KKASSERT(_cache_lockstatus(ncp) == LK_EXCLUSIVE);
3638 restart:
3639         /*
3640          * If the ncp is already resolved we have nothing to do.  However,
3641          * we do want to guarentee that a usable vnode is returned when
3642          * a vnode is present, so make sure it hasn't been reclaimed.
3643          */
3644         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
3645                 if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
3646                         _cache_setunresolved(ncp);
3647                 if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0)
3648                         return (ncp->nc_error);
3649         }
3650
3651         /*
3652          * If the ncp was destroyed it will never resolve again.  This
3653          * can basically only happen when someone is chdir'd into an
3654          * empty directory which is then rmdir'd.  We want to catch this
3655          * here and not dive the VFS because the VFS might actually
3656          * have a way to re-resolve the disconnected ncp, which will
3657          * result in inconsistencies in the cdir/nch for proc->p_fd.
3658          */
3659         if (ncp->nc_flag & NCF_DESTROYED)
3660                 return(EINVAL);
3661
3662         /*
3663          * Mount points need special handling because the parent does not
3664          * belong to the same filesystem as the ncp.
3665          */
3666         if (ncp == mp->mnt_ncmountpt.ncp)
3667                 return (cache_resolve_mp(mp));
3668
3669         /*
3670          * We expect an unbroken chain of ncps to at least the mount point,
3671          * and even all the way to root (but this code doesn't have to go
3672          * past the mount point).
3673          */
3674         if (ncp->nc_parent == NULL) {
3675                 kprintf("EXDEV case 1 %p %*.*s\n", ncp,
3676                         ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name);
3677                 ncp->nc_error = EXDEV;
3678                 return(ncp->nc_error);
3679         }
3680
3681         /*
3682          * The vp's of the parent directories in the chain are held via vhold()
3683          * due to the existance of the child, and should not disappear. 
3684          * However, there are cases where they can disappear:
3685          *
3686          *      - due to filesystem I/O errors.
3687          *      - due to NFS being stupid about tracking the namespace and
3688          *        destroys the namespace for entire directories quite often.
3689          *      - due to forced unmounts.
3690          *      - due to an rmdir (parent will be marked DESTROYED)
3691          *
3692          * When this occurs we have to track the chain backwards and resolve
3693          * it, looping until the resolver catches up to the current node.  We
3694          * could recurse here but we might run ourselves out of kernel stack
3695          * so we do it in a more painful manner.  This situation really should
3696          * not occur all that often, or if it does not have to go back too
3697          * many nodes to resolve the ncp.
3698          */
3699         while ((dvp = cache_dvpref(ncp)) == NULL) {
3700                 /*
3701                  * This case can occur if a process is CD'd into a
3702                  * directory which is then rmdir'd.  If the parent is marked
3703                  * destroyed there is no point trying to resolve it.
3704                  */
3705                 if (ncp->nc_parent->nc_flag & NCF_DESTROYED)
3706                         return(ENOENT);
3707                 par = ncp->nc_parent;
3708                 _cache_hold(par);
3709                 _cache_lock(par);
3710                 while ((par_tmp = par->nc_parent) != NULL &&
3711                        par_tmp->nc_vp == NULL) {
3712                         _cache_hold(par_tmp);
3713                         _cache_lock(par_tmp);
3714                         _cache_put(par);
3715                         par = par_tmp;
3716                 }
3717                 if (par->nc_parent == NULL) {
3718                         kprintf("EXDEV case 2 %*.*s\n",
3719                                 par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
3720                         _cache_put(par);
3721                         return (EXDEV);
3722                 }
3723                 /*
3724                  * The parent is not set in stone, ref and lock it to prevent
3725                  * it from disappearing.  Also note that due to renames it
3726                  * is possible for our ncp to move and for par to no longer
3727                  * be one of its parents.  We resolve it anyway, the loop 
3728                  * will handle any moves.
3729                  */
3730                 _cache_get(par);        /* additional hold/lock */
3731                 _cache_put(par);        /* from earlier hold/lock */
3732                 if (par == nch->mount->mnt_ncmountpt.ncp) {
3733                         cache_resolve_mp(nch->mount);
3734                 } else if ((dvp = cache_dvpref(par)) == NULL) {
3735                         kprintf("[diagnostic] cache_resolve: raced on %*.*s\n", par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
3736                         _cache_put(par);
3737                         continue;
3738                 } else {
3739                         if (par->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
3740                                 nctmp.mount = mp;
3741                                 nctmp.ncp = par;
3742                                 par->nc_error = VOP_NRESOLVE(&nctmp, dvp, cred);
3743                         }
3744                         vrele(dvp);
3745                 }
3746                 if ((error = par->nc_error) != 0) {
3747                         if (par->nc_error != EAGAIN) {
3748                                 kprintf("EXDEV case 3 %*.*s error %d\n",
3749                                     par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name,
3750                                     par->nc_error);
3751                                 _cache_put(par);
3752                                 return(error);
3753                         }
3754                         kprintf("[diagnostic] cache_resolve: EAGAIN par %p %*.*s\n",
3755                                 par, par->nc_nlen, par->nc_nlen, par->nc_name);
3756                 }
3757                 _cache_put(par);
3758                 /* loop */
3759         }
3760
3761         /*
3762          * Call VOP_NRESOLVE() to get the vp, then scan for any disconnected
3763          * ncp's and reattach them.  If this occurs the original ncp is marked
3764          * EAGAIN to force a relookup.
3765          *
3766          * NOTE: in order to call VOP_NRESOLVE(), the parent of the passed
3767          * ncp must already be resolved.
3768          */
3769         if (dvp) {
3770                 nctmp.mount = mp;
3771                 nctmp.ncp = ncp;
3772                 ncp->nc_error = VOP_NRESOLVE(&nctmp, dvp, cred);
3773                 vrele(dvp);
3774         } else {
3775                 ncp->nc_error = EPERM;
3776         }
3777         if (ncp->nc_error == EAGAIN) {
3778                 kprintf("[diagnostic] cache_resolve: EAGAIN ncp %p %*.*s\n",
3779                         ncp, ncp->nc_nlen, ncp->nc_nlen, ncp->nc_name);
3780                 goto restart;
3781         }
3782         return(ncp->nc_error);
3783 }
3784
3785 /*
3786  * Resolve the ncp associated with a mount point.  Such ncp's almost always
3787  * remain resolved and this routine is rarely called.  NFS MPs tends to force
3788  * re-resolution more often due to its mac-truck-smash-the-namecache
3789  * method of tracking namespace changes.
3790  *
3791  * The semantics for this call is that the passed ncp must be locked on
3792  * entry and will be locked on return.  However, if we actually have to
3793  * resolve the mount point we temporarily unlock the entry in order to
3794  * avoid race-to-root deadlocks due to e.g. dead NFS mounts.  Because of
3795  * the unlock we have to recheck the flags after we relock.
3796  */
3797 static int
3798 cache_resolve_mp(struct mount *mp)
3799 {
3800         struct namecache *ncp = mp->mnt_ncmountpt.ncp;
3801         struct vnode *vp;
3802         int error;
3803
3804         KKASSERT(mp != NULL);
3805
3806         /*
3807          * If the ncp is already resolved we have nothing to do.  However,
3808          * we do want to guarentee that a usable vnode is returned when
3809          * a vnode is present, so make sure it hasn't been reclaimed.
3810          */
3811         if ((ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
3812                 if (ncp->nc_vp && (ncp->nc_vp->v_flag & VRECLAIMED))
3813                         _cache_setunresolved(ncp);
3814         }
3815
3816         if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
3817                 _cache_unlock(ncp);
3818                 while (vfs_busy(mp, 0))
3819                         ;
3820                 error = VFS_ROOT(mp, &vp);
3821                 _cache_lock(ncp);
3822
3823                 /*
3824                  * recheck the ncp state after relocking.
3825                  */
3826                 if (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) {
3827                         ncp->nc_error = error;
3828                         if (error == 0) {
3829                                 _cache_setvp(mp, ncp, vp);
3830                                 vput(vp);
3831                         } else {
3832                                 kprintf("[diagnostic] cache_resolve_mp: failed"
3833                                         " to resolve mount %p err=%d ncp=%p\n",
3834                                         mp, error, ncp);
3835                                 _cache_setvp(mp, ncp, NULL);
3836                         }
3837                 } else if (error == 0) {
3838                         vput(vp);
3839                 }
3840                 vfs_unbusy(mp);
3841         }
3842         return(ncp->nc_error);
3843 }
3844
3845 /*
3846  * Clean out negative cache entries when too many have accumulated.
3847  */
3848 static void
3849 _cache_cleanneg(long count)
3850 {
3851         struct pcpu_ncache *pn;
3852         struct namecache *ncp;
3853         static uint32_t neg_rover;
3854         uint32_t n;
3855         long vnegs;
3856
3857         n = neg_rover++;        /* SMP heuristical, race ok */
3858         cpu_ccfence();
3859         n = n % (uint32_t)ncpus;
3860
3861         /*
3862          * Normalize vfscache_negs and count.  count is sometimes based
3863          * on vfscache_negs.  vfscache_negs is heuristical and can sometimes
3864          * have crazy values.
3865          */
3866         vnegs = vfscache_negs;
3867         cpu_ccfence();
3868         if (vnegs <= MINNEG)
3869                 vnegs = MINNEG;
3870         if (count < 1)
3871                 count = 1;
3872
3873         pn = &pcpu_ncache[n];
3874         spin_lock(&pn->neg_spin);
3875         count = pn->neg_count * count / vnegs + 1;
3876         spin_unlock(&pn->neg_spin);
3877
3878         /*
3879          * Attempt to clean out the specified number of negative cache
3880          * entries.
3881          */
3882         while (count > 0) {
3883                 spin_lock(&pn->neg_spin);
3884                 ncp = TAILQ_FIRST(&pn->neg_list);
3885                 if (ncp == NULL) {
3886                         spin_unlock(&pn->neg_spin);
3887                         break;
3888                 }
3889                 TAILQ_REMOVE(&pn->neg_list, ncp, nc_vnode);
3890                 TAILQ_INSERT_TAIL(&pn->neg_list, ncp, nc_vnode);
3891                 _cache_hold(ncp);
3892                 spin_unlock(&pn->neg_spin);
3893
3894                 /*
3895                  * This can race, so we must re-check that the ncp
3896                  * is on the ncneg.list after successfully locking it.
3897                  */
3898                 if (_cache_lock_special(ncp) == 0) {
3899                         if (ncp->nc_vp == NULL &&
3900                             (ncp->nc_flag & NCF_UNRESOLVED) == 0) {
3901                                 ncp = cache_zap(ncp, 1);
3902                                 if (ncp)
3903                                         _cache_drop(ncp);
3904                         } else {
3905                                 _cache_unlock(ncp);
3906                                 _cache_drop(ncp);
3907                         }
3908                 } else {
3909                         _cache_drop(ncp);
3910                 }
3911                 --count;
3912         }
3913 }
3914
3915 /*
3916  * Clean out positive cache entries when too many have accumulated.
3917  */
3918 static void
3919 _cache_cleanpos(long count)
3920 {
3921         static volatile int rover;
3922         struct nchash_head *nchpp;
3923         struct namecache *ncp;
3924         int rover_copy;
3925
3926         /*
3927          * Attempt to clean out the specified number of negative cache
3928          * entries.
3929          */
3930         while (count > 0) {
3931                 rover_copy = ++rover;   /* MPSAFEENOUGH */
3932                 cpu_ccfence();
3933                 nchpp = NCHHASH(rover_copy);
3934
3935                 if (TAILQ_FIRST(&nchpp->list) == NULL) {
3936                         --count;
3937                         continue;
3938                 }
3939
3940                 /*
3941                  * Cycle ncp on list, ignore and do not move DUMMY
3942                  * ncps.  These are temporary list iterators.
3943                  *
3944                  * We must cycle the ncp to the end of the list to
3945                  * ensure that all ncp's have an equal chance of
3946                  * being removed.
3947                  */
3948                 spin_lock(&nchpp->spin);
3949                 ncp = TAILQ_FIRST(&nchpp->list);
3950                 while (ncp && (ncp->nc_flag & NCF_DUMMY))
3951                         ncp = TAILQ_NEXT(ncp, nc_hash);
3952                 if (ncp) {
3953                         TAILQ_REMOVE(&nchpp->list, ncp, nc_hash);
3954                         TAILQ_INSERT_TAIL(&nchpp->list, ncp, nc_hash);
3955                         _cache_hold(ncp);
3956                 }
3957                 spin_unlock(&nchpp->spin);
3958
3959                 if (ncp) {
3960                         if (_cache_lock_special(ncp) == 0) {
3961                                 ncp = cache_zap(ncp, 1);
3962                                 if (ncp)
3963                                         _cache_drop(ncp);
3964                         } else {
3965                                 _cache_drop(ncp);
3966                         }
3967                 }
3968                 --count;
3969         }
3970 }
3971
3972 /*
3973  * This is a kitchen sink function to clean out ncps which we
3974  * tried to zap from cache_drop() but failed because we were
3975  * unable to acquire the parent lock.
3976  *
3977  * Such entries can also be removed via cache_inval_vp(), such
3978  * as when unmounting.
3979  */
3980 static void
3981 _cache_cleandefered(void)
3982 {
3983         struct nchash_head *nchpp;
3984         struct namecache *ncp;
3985         struct namecache dummy;
3986         int i;
3987
3988         /*
3989          * Create a list iterator.  DUMMY indicates that this is a list
3990          * iterator, DESTROYED prevents matches by lookup functions.
3991          */
3992         numdefered = 0;
3993         pcpu_ncache[mycpu->gd_cpuid].numdefered = 0;
3994         bzero(&dummy, sizeof(dummy));
3995         dummy.nc_flag = NCF_DESTROYED | NCF_DUMMY;
3996         dummy.nc_refs = 1;
3997
3998         for (i = 0; i <= nchash; ++i) {
3999                 nchpp = &nchashtbl[i];
4000
4001                 spin_lock(&nchpp->spin);
4002                 TAILQ_INSERT_HEAD(&nchpp->list, &dummy, nc_hash);
4003                 ncp = &dummy;
4004                 while ((ncp = TAILQ_NEXT(ncp, nc_hash)) != NULL) {
4005                         if ((ncp->nc_flag & NCF_DEFEREDZAP) == 0)
4006                                 continue;
4007                         TAILQ_REMOVE(&nchpp->list, &dummy, nc_hash);
4008                         TAILQ_INSERT_AFTER(&nchpp->list, ncp, &dummy, nc_hash);
4009                         _cache_hold(ncp);
4010                         spin_unlock(&nchpp->spin);
4011                         if (_cache_lock_nonblock(ncp) == 0) {
4012                                 ncp->nc_flag &= ~NCF_DEFEREDZAP;
4013                                 _cache_unlock(ncp);
4014                         }
4015                         _cache_drop(ncp);
4016                         spin_lock(&nchpp->spin);
4017                         ncp = &dummy;
4018                 }
4019                 TAILQ_REMOVE(&nchpp->list, &dummy, nc_hash);
4020                 spin_unlock(&nchpp->spin);
4021         }
4022 }
4023
4024 /*
4025  * Name cache initialization, from vfsinit() when we are booting
4026  */
4027 void
4028 nchinit(void)
4029 {
4030         struct pcpu_ncache *pn;
4031         globaldata_t gd;
4032         int i;
4033
4034         /*
4035          * Per-cpu accounting and negative hit list
4036          */
4037         pcpu_ncache = kmalloc(sizeof(*pcpu_ncache) * ncpus,
4038                               M_VFSCACHE, M_WAITOK|M_ZERO);
4039         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
4040                 pn = &pcpu_ncache[i];
4041                 TAILQ_INIT(&pn->neg_list);
4042                 spin_init(&pn->neg_spin, "ncneg");
4043         }
4044
4045         /*
4046          * Initialise per-cpu namecache effectiveness statistics.
4047          */
4048         for (i = 0; i < ncpus; ++i) {
4049                 gd = globaldata_find(i);
4050                 gd->gd_nchstats = &nchstats[i];
4051         }
4052
4053         /*
4054          * Create a generous namecache hash table
4055          */
4056         nchashtbl = hashinit_ext(vfs_inodehashsize(),
4057                                  sizeof(struct nchash_head),
4058                                  M_VFSCACHE, &nchash);
4059         for (i = 0; i <= (int)nchash; ++i) {
4060                 TAILQ_INIT(&nchashtbl[i].list);
4061                 spin_init(&nchashtbl[i].spin, "nchinit_hash");
4062         }
4063         for (i = 0; i < NCMOUNT_NUMCACHE; ++i)
4064                 spin_init(&ncmount_cache[i].spin, "nchinit_cache");
4065         nclockwarn = 5 * hz;
4066 }
4067
4068 /*
4069  * Called from start_init() to bootstrap the root filesystem.  Returns
4070  * a referenced, unlocked namecache record.
4071  */
4072 void
4073 cache_allocroot(struct nchandle *nch, struct mount *mp, struct vnode *vp)
4074 {
4075         nch->ncp = cache_alloc(0);
4076         nch->mount = mp;
4077         _cache_mntref(mp);
4078         if (vp)
4079                 _cache_setvp(nch->mount, nch->ncp, vp);
4080 }
4081
4082 /*
4083  * vfs_cache_setroot()
4084  *
4085  *      Create an association between the root of our namecache and
4086  *      the root vnode.  This routine may be called several times during
4087  *      booting.
4088  *
4089  *      If the caller intends to save the returned namecache pointer somewhere
4090  *      it must cache_hold() it.
4091  */
4092 void
4093 vfs_cache_setroot(struct vnode *nvp, struct nchandle *nch)
4094 {
4095         struct vnode *ovp;
4096         struct nchandle onch;
4097
4098         ovp = rootvnode;
4099         onch = rootnch;
4100         rootvnode = nvp;
4101         if (nch)
4102                 rootnch = *nch;
4103         else
4104                 cache_zero(&rootnch);
4105         if (ovp)
4106                 vrele(ovp);
4107         if (onch.ncp)
4108                 cache_drop(&onch);
4109 }
4110
4111 /*
4112  * XXX OLD API COMPAT FUNCTION.  This really messes up the new namecache
4113  * topology and is being removed as quickly as possible.  The new VOP_N*()
4114  * API calls are required to make specific adjustments using the supplied
4115  * ncp pointers rather then just bogusly purging random vnodes.
4116  *
4117  * Invalidate all namecache entries to a particular vnode as well as 
4118  * any direct children of that vnode in the namecache.  This is a 
4119  * 'catch all' purge used by filesystems that do not know any better.
4120  *
4121  * Note that the linkage between the vnode and its namecache entries will
4122  * be removed, but the namecache entries themselves might stay put due to
4123  * active references from elsewhere in the system or due to the existance of
4124  * the children.   The namecache topology is left intact even if we do not
4125  * know what the vnode association is.  Such entries will be marked
4126  * NCF_UNRESOLVED.
4127  */
4128 void
4129 cache_purge(struct vnode *vp)
4130 {
4131         cache_inval_vp(vp, CINV_DESTROY | CINV_CHILDREN);
4132 }
4133
4134 static int disablecwd;
4135 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, disablecwd, CTLFLAG_RW, &disablecwd, 0,
4136     "Disable getcwd");
4137
4138 static u_long numcwdcalls;
4139 SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numcwdcalls, CTLFLAG_RD, &numcwdcalls, 0,
4140     "Number of current directory resolution calls");
4141 static u_long numcwdfailnf;
4142 SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numcwdfailnf, CTLFLAG_RD, &numcwdfailnf, 0,
4143     "Number of current directory failures due to lack of file");
4144 static u_long numcwdfailsz;
4145 SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numcwdfailsz, CTLFLAG_RD, &numcwdfailsz, 0,
4146     "Number of current directory failures due to large result");
4147 static u_long numcwdfound;
4148 SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, numcwdfound, CTLFLAG_RD, &numcwdfound, 0,
4149     "Number of current directory resolution successes");
4150
4151 /*
4152  * MPALMOSTSAFE
4153  */
4154 int
4155 sys___getcwd(struct __getcwd_args *uap)
4156 {
4157         u_int buflen;
4158         int error;
4159         char *buf;
4160         char *bp;
4161
4162         if (disablecwd)
4163                 return (ENODEV);
4164
4165         buflen = uap->buflen;
4166         if (buflen == 0)
4167                 return (EINVAL);
4168         if (buflen > MAXPATHLEN)
4169                 buflen = MAXPATHLEN;
4170
4171         buf = kmalloc(buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
4172         bp = kern_getcwd(buf, buflen, &error);
4173         if (error == 0)
4174                 error = copyout(bp, uap->buf, strlen(bp) + 1);
4175         kfree(buf, M_TEMP);
4176         return (error);
4177 }
4178
4179 char *
4180 kern_getcwd(char *buf, size_t buflen, int *error)
4181 {
4182         struct proc *p = curproc;
4183         char *bp;
4184         int i, slash_prefixed;
4185         struct filedesc *fdp;
4186         struct nchandle nch;
4187         struct namecache *ncp;
4188
4189         numcwdcalls++;
4190         bp = buf;
4191         bp += buflen - 1;
4192         *bp = '\0';
4193         fdp = p->p_fd;
4194         slash_prefixed = 0;
4195
4196         nch = fdp->fd_ncdir;
4197         ncp = nch.ncp;
4198         if (ncp)
4199                 _cache_hold(ncp);
4200
4201         while (ncp && (ncp != fdp->fd_nrdir.ncp ||
4202                nch.mount != fdp->fd_nrdir.mount)
4203         ) {
4204                 /*
4205                  * While traversing upwards if we encounter the root
4206                  * of the current mount we have to skip to the mount point
4207                  * in the underlying filesystem.
4208                  */
4209                 if (ncp == nch.mount->mnt_ncmountpt.ncp) {
4210                         nch = nch.mount->mnt_ncmounton;
4211                         _cache_drop(ncp);
4212                         ncp = nch.ncp;
4213                         if (ncp)
4214                                 _cache_hold(ncp);
4215                         continue;
4216                 }
4217
4218                 /*
4219                  * Prepend the path segment
4220                  */
4221                 for (i = ncp->nc_nlen - 1; i >= 0; i--) {
4222                         if (bp == buf) {
4223                                 numcwdfailsz++;
4224                                 *error = ERANGE;
4225                                 bp = NULL;
4226                                 goto done;
4227                         }
4228                         *--bp = ncp->nc_name[i];
4229                 }
4230                 if (bp == buf) {
4231                         numcwdfailsz++;
4232                         *error = ERANGE;
4233                         bp = NULL;
4234                         goto done;
4235                 }
4236                 *--bp = '/';
4237                 slash_prefixed = 1;
4238
4239                 /*
4240                  * Go up a directory.  This isn't a mount point so we don't
4241                  * have to check again.
4242                  */
4243                 while ((nch.ncp = ncp->nc_parent) != NULL) {
4244                         if (ncp_shared_lock_disable)
4245                                 _cache_lock(ncp);
4246                         else
4247                                 _cache_lock_shared(ncp);
4248                         if (nch.ncp != ncp->nc_parent) {
4249                                 _cache_unlock(ncp);
4250                                 continue;
4251                         }
4252                         _cache_hold(nch.ncp);
4253                         _cache_unlock(ncp);
4254                         break;
4255                 }
4256                 _cache_drop(ncp);
4257                 ncp = nch.ncp;
4258         }
4259         if (ncp == NULL) {
4260                 numcwdfailnf++;
4261                 *error = ENOENT;
4262                 bp = NULL;
4263                 goto done;
4264         }
4265         if (!slash_prefixed) {
4266                 if (bp == buf) {
4267                         numcwdfailsz++;
4268                         *error = ERANGE;
4269                         bp = NULL;
4270                         goto done;
4271                 }
4272                 *--bp = '/';
4273         }
4274         numcwdfound++;
4275         *error = 0;
4276 done:
4277         if (ncp)
4278                 _cache_drop(ncp);
4279         return (bp);
4280 }
4281
4282 /*
4283  * Thus begins the fullpath magic.
4284  *
4285  * The passed nchp is referenced but not locked.
4286  */
4287 static int disablefullpath;
4288 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, disablefullpath, CTLFLAG_RW,
4289     &disablefullpath, 0,
4290     "Disable fullpath lookups");
4291
4292 int
4293 cache_fullpath(struct proc *p, struct nchandle *nchp, struct nchandle *nchbase,
4294                char **retbuf, char **freebuf, int guess)
4295 {
4296         struct nchandle fd_nrdir;
4297         struct nchandle nch;
4298         struct namecache *ncp;
4299         struct mount *mp, *new_mp;
4300         char *bp, *buf;
4301         int slash_prefixed;
4302         int error = 0;
4303         int i;
4304
4305         *retbuf = NULL; 
4306         *freebuf = NULL;
4307
4308         buf = kmalloc(MAXPATHLEN, M_TEMP, M_WAITOK);
4309         bp = buf + MAXPATHLEN - 1;
4310         *bp = '\0';
4311         if (nchbase)
4312                 fd_nrdir = *nchbase;
4313         else if (p != NULL)
4314                 fd_nrdir = p->p_fd->fd_nrdir;
4315         else
4316                 fd_nrdir = rootnch;
4317         slash_prefixed = 0;
4318         nch = *nchp;
4319         ncp = nch.ncp;
4320         if (ncp)
4321                 _cache_hold(ncp);
4322         mp = nch.mount;
4323
4324         while (ncp && (ncp != fd_nrdir.ncp || mp != fd_nrdir.mount)) {
4325                 new_mp = NULL;
4326
4327                 /*
4328                  * If we are asked to guess the upwards path, we do so whenever
4329                  * we encounter an ncp marked as a mountpoint. We try to find
4330                  * the actual mountpoint by finding the mountpoint with this
4331                  * ncp.
4332                  */
4333                 if (guess && (ncp->nc_flag & NCF_ISMOUNTPT)) {
4334                         new_mp = mount_get_by_nc(ncp);
4335                 }
4336                 /*
4337                  * While traversing upwards if we encounter the root
4338                  * of the current mount we have to skip to the mount point.
4339                  */
4340                 if (ncp == mp->mnt_ncmountpt.ncp) {
4341                         new_mp = mp;
4342                 }
4343                 if (new_mp) {
4344                         nch = new_mp->mnt_ncmounton;
4345                         _cache_drop(ncp);
4346                         ncp = nch.ncp;
4347                         if (ncp)
4348                                 _cache_hold(ncp);
4349                         mp = nch.mount;
4350                         continue;
4351                 }
4352
4353                 /*
4354                  * Prepend the path segment
4355                  */
4356                 for (i = ncp->nc_nlen - 1; i >= 0; i--) {
4357                         if (bp == buf) {
4358                                 kfree(buf, M_TEMP);
4359                                 error = ENOMEM;
4360                                 goto done;
4361                         }
4362                         *--bp = ncp->nc_name[i];
4363                 }
4364                 if (bp == buf) {
4365                         kfree(buf, M_TEMP);
4366                         error = ENOMEM;
4367                         goto done;
4368                 }
4369                 *--bp = '/';
4370                 slash_prefixed = 1;
4371
4372                 /*
4373                  * Go up a directory.  This isn't a mount point so we don't
4374                  * have to check again.
4375                  *
4376                  * We can only safely access nc_parent with ncp held locked.
4377                  */
4378                 while ((nch.ncp = ncp->nc_parent) != NULL) {
4379                         _cache_lock(ncp);
4380                         if (nch.ncp != ncp->nc_parent) {
4381                                 _cache_unlock(ncp);
4382                                 continue;
4383                         }
4384                         _cache_hold(nch.ncp);
4385                         _cache_unlock(ncp);
4386                         break;
4387                 }
4388                 _cache_drop(ncp);
4389                 ncp = nch.ncp;
4390         }
4391         if (ncp == NULL) {
4392                 kfree(buf, M_TEMP);
4393                 error = ENOENT;
4394                 goto done;
4395         }
4396
4397         if (!slash_prefixed) {
4398                 if (bp == buf) {
4399                         kfree(buf, M_TEMP);
4400                         error = ENOMEM;
4401                         goto done;
4402                 }
4403                 *--bp = '/';
4404         }
4405         *retbuf = bp; 
4406         *freebuf = buf;
4407         error = 0;
4408 done:
4409         if (ncp)
4410                 _cache_drop(ncp);
4411         return(error);
4412 }
4413
4414 int
4415 vn_fullpath(struct proc *p, struct vnode *vn, char **retbuf,
4416             char **freebuf, int guess)
4417 {
4418         struct namecache *ncp;
4419         struct nchandle nch;
4420         int error;
4421
4422         *freebuf = NULL;
4423         if (disablefullpath)
4424                 return (ENODEV);
4425
4426         if (p == NULL)
4427                 return (EINVAL);
4428
4429         /* vn is NULL, client wants us to use p->p_textvp */
4430         if (vn == NULL) {
4431                 if ((vn = p->p_textvp) == NULL)
4432                         return (EINVAL);
4433         }
4434         spin_lock_shared(&vn->v_spin);
4435         TAILQ_FOREACH(ncp, &vn->v_namecache, nc_vnode) {
4436                 if (ncp->nc_nlen)
4437                         break;
4438         }
4439         if (ncp == NULL) {
4440                 spin_unlock_shared(&vn->v_spin);
4441                 return (EINVAL);
4442         }
4443         _cache_hold(ncp);
4444         spin_unlock_shared(&vn->v_spin);
4445
4446         nch.ncp = ncp;
4447         nch.mount = vn->v_mount;
4448         error = cache_fullpath(p, &nch, NULL, retbuf, freebuf, guess);
4449         _cache_drop(ncp);
4450         return (error);
4451 }
4452
4453 void
4454 vfscache_rollup_cpu(struct globaldata *gd)
4455 {
4456         struct pcpu_ncache *pn;
4457         long count;
4458
4459         if (pcpu_ncache == NULL)
4460                 return;
4461         pn = &pcpu_ncache[gd->gd_cpuid];
4462
4463         if (pn->vfscache_count) {
4464                 count = atomic_swap_long(&pn->vfscache_count, 0);
4465                 atomic_add_long(&vfscache_count, count);
4466         }
4467         if (pn->vfscache_leafs) {
4468                 count = atomic_swap_long(&pn->vfscache_leafs, 0);
4469                 atomic_add_long(&vfscache_leafs, count);
4470         }
4471         if (pn->vfscache_negs) {
4472                 count = atomic_swap_long(&pn->vfscache_negs, 0);
4473                 atomic_add_long(&vfscache_negs, count);
4474         }
4475         if (pn->numdefered) {
4476                 count = atomic_swap_long(&pn->numdefered, 0);
4477                 atomic_add_long(&numdefered, count);
4478         }
4479 }
4480
4481 #if 0
4482 static void
4483 vfscache_rollup_all(void)
4484 {
4485         int n;
4486
4487         for (n = 0; n < ncpus; ++n)
4488                 vfscache_rollup_cpu(globaldata_find(n));
4489 }
4490 #endif