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