kernel - namecache MPSAFE work
[dragonfly.git] / sys / kern / vfs_mount.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
3  * 
4  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
5  * by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
6  * 
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
15  *    the documentation and/or other materials provided with the
16  *    distribution.
17  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
18  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
19  *    from this software without specific, prior written permission.
20  * 
21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
22  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
23  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
24  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
25  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
26  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
27  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
28  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
29  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
30  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
31  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  * Copyright (c) 1989, 1993
35  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
36  * (c) UNIX System Laboratories, Inc.
37  * All or some portions of this file are derived from material licensed
38  * to the University of California by American Telephone and Telegraph
39  * Co. or Unix System Laboratories, Inc. and are reproduced herein with
40  * the permission of UNIX System Laboratories, Inc.
41  *
42  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
43  * modification, are permitted provided that the following conditions
44  * are met:
45  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
46  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
47  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
48  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
49  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
50  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
51  *    must display the following acknowledgement:
52  *      This product includes software developed by the University of
53  *      California, Berkeley and its contributors.
54  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
55  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
56  *    without specific prior written permission.
57  *
58  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
59  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
60  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
61  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
62  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
63  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
64  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
65  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
66  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
67  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
68  * SUCH DAMAGE.
69  *
70  * $DragonFly: src/sys/kern/vfs_mount.c,v 1.37 2008/09/17 21:44:18 dillon Exp $
71  */
72
73 /*
74  * External virtual filesystem routines
75  */
76 #include "opt_ddb.h"
77
78 #include <sys/param.h>
79 #include <sys/systm.h>
80 #include <sys/kernel.h>
81 #include <sys/malloc.h>
82 #include <sys/mount.h>
83 #include <sys/proc.h>
84 #include <sys/vnode.h>
85 #include <sys/buf.h>
86 #include <sys/eventhandler.h>
87 #include <sys/kthread.h>
88 #include <sys/sysctl.h>
89
90 #include <machine/limits.h>
91
92 #include <sys/buf2.h>
93 #include <sys/thread2.h>
94 #include <sys/sysref2.h>
95
96 #include <vm/vm.h>
97 #include <vm/vm_object.h>
98
99 struct mountscan_info {
100         TAILQ_ENTRY(mountscan_info) msi_entry;
101         int msi_how;
102         struct mount *msi_node;
103 };
104
105 struct vmntvnodescan_info {
106         TAILQ_ENTRY(vmntvnodescan_info) entry;
107         struct vnode *vp;
108 };
109
110 struct vnlru_info {
111         int     pass;
112 };
113
114 static int vnlru_nowhere = 0;
115 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vnlru_nowhere, CTLFLAG_RD,
116             &vnlru_nowhere, 0,
117             "Number of times the vnlru process ran without success");
118
119
120 static struct lwkt_token mntid_token;
121
122 /* note: mountlist exported to pstat */
123 struct mntlist mountlist = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(mountlist);
124 static TAILQ_HEAD(,mountscan_info) mountscan_list;
125 static struct lwkt_token mountlist_token;
126 static TAILQ_HEAD(,vmntvnodescan_info) mntvnodescan_list;
127 struct lwkt_token mntvnode_token;
128
129 static TAILQ_HEAD(,bio_ops) bio_ops_list = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(bio_ops_list);
130
131 /*
132  * Called from vfsinit()
133  */
134 void
135 vfs_mount_init(void)
136 {
137         lwkt_token_init(&mountlist_token);
138         lwkt_token_init(&mntvnode_token);
139         lwkt_token_init(&mntid_token);
140         TAILQ_INIT(&mountscan_list);
141         TAILQ_INIT(&mntvnodescan_list);
142 }
143
144 /*
145  * Support function called with mntvnode_token held to remove a vnode
146  * from the mountlist.  We must update any list scans which are in progress.
147  */
148 static void
149 vremovevnodemnt(struct vnode *vp)
150 {
151         struct vmntvnodescan_info *info;
152
153         TAILQ_FOREACH(info, &mntvnodescan_list, entry) {
154                 if (info->vp == vp)
155                         info->vp = TAILQ_NEXT(vp, v_nmntvnodes);
156         }
157         TAILQ_REMOVE(&vp->v_mount->mnt_nvnodelist, vp, v_nmntvnodes);
158 }
159
160 /*
161  * Allocate a new vnode and associate it with a tag, mount point, and
162  * operations vector.
163  *
164  * A VX locked and refd vnode is returned.  The caller should setup the
165  * remaining fields and vx_put() or, if he wishes to leave a vref,
166  * vx_unlock() the vnode.
167  */
168 int
169 getnewvnode(enum vtagtype tag, struct mount *mp,
170                 struct vnode **vpp, int lktimeout, int lkflags)
171 {
172         struct vnode *vp;
173
174         KKASSERT(mp != NULL);
175
176         vp = allocvnode(lktimeout, lkflags);
177         vp->v_tag = tag;
178         vp->v_data = NULL;
179
180         /*
181          * By default the vnode is assigned the mount point's normal
182          * operations vector.
183          */
184         vp->v_ops = &mp->mnt_vn_use_ops;
185
186         /*
187          * Placing the vnode on the mount point's queue makes it visible.
188          * VNON prevents it from being messed with, however.
189          */
190         insmntque(vp, mp);
191
192         /*
193          * A VX locked & refd vnode is returned.
194          */
195         *vpp = vp;
196         return (0);
197 }
198
199 /*
200  * This function creates vnodes with special operations vectors.  The
201  * mount point is optional.
202  *
203  * This routine is being phased out.
204  */
205 int
206 getspecialvnode(enum vtagtype tag, struct mount *mp,
207                 struct vop_ops **ops,
208                 struct vnode **vpp, int lktimeout, int lkflags)
209 {
210         struct vnode *vp;
211
212         vp = allocvnode(lktimeout, lkflags);
213         vp->v_tag = tag;
214         vp->v_data = NULL;
215         vp->v_ops = ops;
216
217         /*
218          * Placing the vnode on the mount point's queue makes it visible.
219          * VNON prevents it from being messed with, however.
220          */
221         insmntque(vp, mp);
222
223         /*
224          * A VX locked & refd vnode is returned.
225          */
226         *vpp = vp;
227         return (0);
228 }
229
230 /*
231  * Interlock against an unmount, return 0 on success, non-zero on failure.
232  *
233  * The passed flag may be 0 or LK_NOWAIT and is only used if an unmount
234  * is in-progress.  
235  *
236  * If no unmount is in-progress LK_NOWAIT is ignored.  No other flag bits
237  * are used.  A shared locked will be obtained and the filesystem will not
238  * be unmountable until the lock is released.
239  */
240 int
241 vfs_busy(struct mount *mp, int flags)
242 {
243         int lkflags;
244
245         if (mp->mnt_kern_flag & MNTK_UNMOUNT) {
246                 if (flags & LK_NOWAIT)
247                         return (ENOENT);
248                 /* XXX not MP safe */
249                 mp->mnt_kern_flag |= MNTK_MWAIT;
250                 /*
251                  * Since all busy locks are shared except the exclusive
252                  * lock granted when unmounting, the only place that a
253                  * wakeup needs to be done is at the release of the
254                  * exclusive lock at the end of dounmount.
255                  */
256                 tsleep((caddr_t)mp, 0, "vfs_busy", 0);
257                 return (ENOENT);
258         }
259         lkflags = LK_SHARED;
260         if (lockmgr(&mp->mnt_lock, lkflags))
261                 panic("vfs_busy: unexpected lock failure");
262         return (0);
263 }
264
265 /*
266  * Free a busy filesystem.
267  */
268 void
269 vfs_unbusy(struct mount *mp)
270 {
271         lockmgr(&mp->mnt_lock, LK_RELEASE);
272 }
273
274 /*
275  * Lookup a filesystem type, and if found allocate and initialize
276  * a mount structure for it.
277  *
278  * Devname is usually updated by mount(8) after booting.
279  */
280 int
281 vfs_rootmountalloc(char *fstypename, char *devname, struct mount **mpp)
282 {
283         struct vfsconf *vfsp;
284         struct mount *mp;
285
286         if (fstypename == NULL)
287                 return (ENODEV);
288
289         vfsp = vfsconf_find_by_name(fstypename);
290         if (vfsp == NULL)
291                 return (ENODEV);
292         mp = kmalloc(sizeof(struct mount), M_MOUNT, M_WAITOK | M_ZERO);
293         lockinit(&mp->mnt_lock, "vfslock", VLKTIMEOUT, 0);
294         vfs_busy(mp, LK_NOWAIT);
295         TAILQ_INIT(&mp->mnt_nvnodelist);
296         TAILQ_INIT(&mp->mnt_reservedvnlist);
297         TAILQ_INIT(&mp->mnt_jlist);
298         mp->mnt_nvnodelistsize = 0;
299         mp->mnt_vfc = vfsp;
300         mp->mnt_op = vfsp->vfc_vfsops;
301         mp->mnt_flag = MNT_RDONLY;
302         vfsp->vfc_refcount++;
303         mp->mnt_iosize_max = DFLTPHYS;
304         mp->mnt_stat.f_type = vfsp->vfc_typenum;
305         mp->mnt_flag |= vfsp->vfc_flags & MNT_VISFLAGMASK;
306         strncpy(mp->mnt_stat.f_fstypename, vfsp->vfc_name, MFSNAMELEN);
307         copystr(devname, mp->mnt_stat.f_mntfromname, MNAMELEN - 1, 0);
308         *mpp = mp;
309         return (0);
310 }
311
312 /*
313  * Lookup a mount point by filesystem identifier.
314  */
315 struct mount *
316 vfs_getvfs(fsid_t *fsid)
317 {
318         struct mount *mp;
319         lwkt_tokref ilock;
320
321         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
322         TAILQ_FOREACH(mp, &mountlist, mnt_list) {
323                 if (mp->mnt_stat.f_fsid.val[0] == fsid->val[0] &&
324                     mp->mnt_stat.f_fsid.val[1] == fsid->val[1]) {
325                         break;
326                 }
327         }
328         lwkt_reltoken(&ilock);
329         return (mp);
330 }
331
332 /*
333  * Get a new unique fsid.  Try to make its val[0] unique, since this value
334  * will be used to create fake device numbers for stat().  Also try (but
335  * not so hard) make its val[0] unique mod 2^16, since some emulators only
336  * support 16-bit device numbers.  We end up with unique val[0]'s for the
337  * first 2^16 calls and unique val[0]'s mod 2^16 for the first 2^8 calls.
338  *
339  * Keep in mind that several mounts may be running in parallel.  Starting
340  * the search one past where the previous search terminated is both a
341  * micro-optimization and a defense against returning the same fsid to
342  * different mounts.
343  */
344 void
345 vfs_getnewfsid(struct mount *mp)
346 {
347         static u_int16_t mntid_base;
348         lwkt_tokref ilock;
349         fsid_t tfsid;
350         int mtype;
351
352         lwkt_gettoken(&ilock, &mntid_token);
353         mtype = mp->mnt_vfc->vfc_typenum;
354         tfsid.val[1] = mtype;
355         mtype = (mtype & 0xFF) << 24;
356         for (;;) {
357                 tfsid.val[0] = makeudev(255,
358                     mtype | ((mntid_base & 0xFF00) << 8) | (mntid_base & 0xFF));
359                 mntid_base++;
360                 if (vfs_getvfs(&tfsid) == NULL)
361                         break;
362         }
363         mp->mnt_stat.f_fsid.val[0] = tfsid.val[0];
364         mp->mnt_stat.f_fsid.val[1] = tfsid.val[1];
365         lwkt_reltoken(&ilock);
366 }
367
368 /*
369  * Set the FSID for a new mount point to the template.  Adjust
370  * the FSID to avoid collisions.
371  */
372 int
373 vfs_setfsid(struct mount *mp, fsid_t *template)
374 {
375         int didmunge = 0;
376
377         bzero(&mp->mnt_stat.f_fsid, sizeof(mp->mnt_stat.f_fsid));
378         for (;;) {
379                 if (vfs_getvfs(template) == NULL)
380                         break;
381                 didmunge = 1;
382                 ++template->val[1];
383         }
384         mp->mnt_stat.f_fsid = *template;
385         return(didmunge);
386 }
387
388 /*
389  * This routine is called when we have too many vnodes.  It attempts
390  * to free <count> vnodes and will potentially free vnodes that still
391  * have VM backing store (VM backing store is typically the cause
392  * of a vnode blowout so we want to do this).  Therefore, this operation
393  * is not considered cheap.
394  *
395  * A number of conditions may prevent a vnode from being reclaimed.
396  * the buffer cache may have references on the vnode, a directory
397  * vnode may still have references due to the namei cache representing
398  * underlying files, or the vnode may be in active use.   It is not
399  * desireable to reuse such vnodes.  These conditions may cause the
400  * number of vnodes to reach some minimum value regardless of what
401  * you set kern.maxvnodes to.  Do not set kern.maxvnodes too low.
402  */
403
404 /*
405  * This is a quick non-blocking check to determine if the vnode is a good
406  * candidate for being (eventually) vgone()'d.  Returns 0 if the vnode is
407  * not a good candidate, 1 if it is.
408  */
409 static __inline int 
410 vmightfree(struct vnode *vp, int page_count, int pass)
411 {
412         if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
413                 return (0);
414 #if 0
415         if ((vp->v_flag & VFREE) && TAILQ_EMPTY(&vp->v_namecache))
416                 return (0);
417 #endif
418         if (sysref_isactive(&vp->v_sysref))
419                 return (0);
420         if (vp->v_object && vp->v_object->resident_page_count >= page_count)
421                 return (0);
422
423         /*
424          * XXX horrible hack.  Up to four passes will be taken.  Each pass
425          * makes a larger set of vnodes eligible.  For now what this really
426          * means is that we try to recycle files opened only once before
427          * recycling files opened multiple times.
428          */
429         switch(vp->v_flag & (VAGE0 | VAGE1)) {
430         case 0:
431                 if (pass < 3)
432                         return(0);
433                 break;
434         case VAGE0:
435                 if (pass < 2)
436                         return(0);
437                 break;
438         case VAGE1:
439                 if (pass < 1)
440                         return(0);
441                 break;
442         case VAGE0 | VAGE1:
443                 break;
444         }
445         return (1);
446 }
447
448 /*
449  * The vnode was found to be possibly vgone()able and the caller has locked it
450  * (thus the usecount should be 1 now).  Determine if the vnode is actually
451  * vgone()able, doing some cleanups in the process.  Returns 1 if the vnode
452  * can be vgone()'d, 0 otherwise.
453  *
454  * Note that v_auxrefs may be non-zero because (A) this vnode is not a leaf
455  * in the namecache topology and (B) this vnode has buffer cache bufs.
456  * We cannot remove vnodes with non-leaf namecache associations.  We do a
457  * tentitive leaf check prior to attempting to flush out any buffers but the
458  * 'real' test when all is said in done is that v_auxrefs must become 0 for
459  * the vnode to be freeable.
460  *
461  * We could theoretically just unconditionally flush when v_auxrefs != 0,
462  * but flushing data associated with non-leaf nodes (which are always
463  * directories), just throws it away for no benefit.  It is the buffer 
464  * cache's responsibility to choose buffers to recycle from the cached
465  * data point of view.
466  */
467 static int
468 visleaf(struct vnode *vp)
469 {
470         struct namecache *ncp;
471
472         spin_lock_wr(&vp->v_spinlock);
473         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_namecache, nc_vnode) {
474                 if (!TAILQ_EMPTY(&ncp->nc_list)) {
475                         spin_unlock_wr(&vp->v_spinlock);
476                         return(0);
477                 }
478         }
479         spin_unlock_wr(&vp->v_spinlock);
480         return(1);
481 }
482
483 /*
484  * Try to clean up the vnode to the point where it can be vgone()'d, returning
485  * 0 if it cannot be vgone()'d (or already has been), 1 if it can.  Unlike
486  * vmightfree() this routine may flush the vnode and block.  Vnodes marked
487  * VFREE are still candidates for vgone()ing because they may hold namecache
488  * resources and could be blocking the namecache directory hierarchy (and
489  * related vnodes) from being freed.
490  */
491 static int
492 vtrytomakegoneable(struct vnode *vp, int page_count)
493 {
494         if (vp->v_flag & VRECLAIMED)
495                 return (0);
496         if (vp->v_sysref.refcnt > 1)
497                 return (0);
498         if (vp->v_object && vp->v_object->resident_page_count >= page_count)
499                 return (0);
500         if (vp->v_auxrefs && visleaf(vp)) {
501                 vinvalbuf(vp, V_SAVE, 0, 0);
502 #if 0   /* DEBUG */
503                 kprintf((vp->v_auxrefs ? "vrecycle: vp %p failed: %s\n" :
504                         "vrecycle: vp %p succeeded: %s\n"), vp,
505                         (TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache) ? 
506                             TAILQ_FIRST(&vp->v_namecache)->nc_name : "?"));
507 #endif
508         }
509
510         /*
511          * This sequence may seem a little strange, but we need to optimize
512          * the critical path a bit.  We can't recycle vnodes with other
513          * references and because we are trying to recycle an otherwise
514          * perfectly fine vnode we have to invalidate the namecache in a
515          * way that avoids possible deadlocks (since the vnode lock is being
516          * held here).  Finally, we have to check for other references one
517          * last time in case something snuck in during the inval.
518          */
519         if (vp->v_sysref.refcnt > 1 || vp->v_auxrefs != 0)
520                 return (0);
521         if (cache_inval_vp_nonblock(vp))
522                 return (0);
523         return (vp->v_sysref.refcnt <= 1 && vp->v_auxrefs == 0);
524 }
525
526 /*
527  * Reclaim up to 1/10 of the vnodes associated with a mount point.  Try
528  * to avoid vnodes which have lots of resident pages (we are trying to free
529  * vnodes, not memory).  
530  *
531  * This routine is a callback from the mountlist scan.  The mount point
532  * in question will be busied.
533  *
534  * NOTE: The 1/10 reclamation also ensures that the inactive data set
535  *       (the vnodes being recycled by the one-time use) does not degenerate
536  *       into too-small a set.  This is important because once a vnode is
537  *       marked as not being one-time-use (VAGE0/VAGE1 both 0) that vnode
538  *       will not be destroyed EXCEPT by this mechanism.  VM pages can still
539  *       be cleaned/freed by the pageout daemon.
540  */
541 static int
542 vlrureclaim(struct mount *mp, void *data)
543 {
544         struct vnlru_info *info = data;
545         struct vnode *vp;
546         lwkt_tokref ilock;
547         int done;
548         int trigger;
549         int usevnodes;
550         int count;
551         int trigger_mult = vnlru_nowhere;
552
553         /*
554          * Calculate the trigger point for the resident pages check.  The
555          * minimum trigger value is approximately the number of pages in
556          * the system divded by the number of vnodes.  However, due to
557          * various other system memory overheads unrelated to data caching
558          * it is a good idea to double the trigger (at least).  
559          *
560          * trigger_mult starts at 0.  If the recycler is having problems
561          * finding enough freeable vnodes it will increase trigger_mult.
562          * This should not happen in normal operation, even on machines with
563          * low amounts of memory, but extraordinary memory use by the system
564          * verses the amount of cached data can trigger it.
565          */
566         usevnodes = desiredvnodes;
567         if (usevnodes <= 0)
568                 usevnodes = 1;
569         trigger = vmstats.v_page_count * (trigger_mult + 2) / usevnodes;
570
571         done = 0;
572         lwkt_gettoken(&ilock, &mntvnode_token);
573         count = mp->mnt_nvnodelistsize / 10 + 1;
574
575         while (count && mp->mnt_syncer) {
576                 /*
577                  * Next vnode.  Use the special syncer vnode to placemark
578                  * the LRU.  This way the LRU code does not interfere with
579                  * vmntvnodescan().
580                  */
581                 vp = TAILQ_NEXT(mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
582                 TAILQ_REMOVE(&mp->mnt_nvnodelist, mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
583                 if (vp) {
584                         TAILQ_INSERT_AFTER(&mp->mnt_nvnodelist, vp,
585                                            mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
586                 } else {
587                         TAILQ_INSERT_HEAD(&mp->mnt_nvnodelist, mp->mnt_syncer,
588                                           v_nmntvnodes);
589                         vp = TAILQ_NEXT(mp->mnt_syncer, v_nmntvnodes);
590                         if (vp == NULL)
591                                 break;
592                 }
593
594                 /*
595                  * __VNODESCAN__
596                  *
597                  * The VP will stick around while we hold mntvnode_token,
598                  * at least until we block, so we can safely do an initial
599                  * check, and then must check again after we lock the vnode.
600                  */
601                 if (vp->v_type == VNON ||       /* syncer or indeterminant */
602                     !vmightfree(vp, trigger, info->pass) /* critical path opt */
603                 ) {
604                         --count;
605                         continue;
606                 }
607
608                 /*
609                  * VX get the candidate vnode.  If the VX get fails the 
610                  * vnode might still be on the mountlist.  Our loop depends
611                  * on us at least cycling the vnode to the end of the
612                  * mountlist.
613                  */
614                 if (vx_get_nonblock(vp) != 0) {
615                         --count;
616                         continue;
617                 }
618
619                 /*
620                  * Since we blocked locking the vp, make sure it is still
621                  * a candidate for reclamation.  That is, it has not already
622                  * been reclaimed and only has our VX reference associated
623                  * with it.
624                  */
625                 if (vp->v_type == VNON ||       /* syncer or indeterminant */
626                     (vp->v_flag & VRECLAIMED) ||
627                     vp->v_mount != mp ||
628                     !vtrytomakegoneable(vp, trigger)    /* critical path opt */
629                 ) {
630                         --count;
631                         vx_put(vp);
632                         continue;
633                 }
634
635                 /*
636                  * All right, we are good, move the vp to the end of the
637                  * mountlist and clean it out.  The vget will have returned
638                  * an error if the vnode was destroyed (VRECLAIMED set), so we
639                  * do not have to check again.  The vput() will move the 
640                  * vnode to the free list if the vgone() was successful.
641                  */
642                 KKASSERT(vp->v_mount == mp);
643                 vgone_vxlocked(vp);
644                 vx_put(vp);
645                 ++done;
646                 --count;
647         }
648         lwkt_reltoken(&ilock);
649         return (done);
650 }
651
652 /*
653  * Attempt to recycle vnodes in a context that is always safe to block.
654  * Calling vlrurecycle() from the bowels of file system code has some
655  * interesting deadlock problems.
656  */
657 static struct thread *vnlruthread;
658 static int vnlruproc_sig;
659
660 void
661 vnlru_proc_wait(void)
662 {
663         if (vnlruproc_sig == 0) {
664                 vnlruproc_sig = 1;      /* avoid unnecessary wakeups */
665                 wakeup(vnlruthread);
666         }
667         tsleep(&vnlruproc_sig, 0, "vlruwk", hz);
668 }
669
670 static void 
671 vnlru_proc(void)
672 {
673         struct thread *td = curthread;
674         struct vnlru_info info;
675         int done;
676
677         EVENTHANDLER_REGISTER(shutdown_pre_sync, shutdown_kproc, td,
678             SHUTDOWN_PRI_FIRST);   
679
680         crit_enter();
681         for (;;) {
682                 kproc_suspend_loop();
683
684                 /*
685                  * Try to free some vnodes if we have too many
686                  */
687                 if (numvnodes > desiredvnodes &&
688                     freevnodes > desiredvnodes * 2 / 10) {
689                         int count = numvnodes - desiredvnodes;
690
691                         if (count > freevnodes / 100)
692                                 count = freevnodes / 100;
693                         if (count < 5)
694                                 count = 5;
695                         freesomevnodes(count);
696                 }
697
698                 /*
699                  * Nothing to do if most of our vnodes are already on
700                  * the free list.
701                  */
702                 if (numvnodes - freevnodes <= desiredvnodes * 9 / 10) {
703                         vnlruproc_sig = 0;
704                         wakeup(&vnlruproc_sig);
705                         tsleep(td, 0, "vlruwt", hz);
706                         continue;
707                 }
708                 cache_cleanneg(0);
709
710                 /*
711                  * The pass iterates through the four combinations of
712                  * VAGE0/VAGE1.  We want to get rid of aged small files
713                  * first.
714                  */
715                 info.pass = 0;
716                 done = 0;
717                 while (done == 0 && info.pass < 4) {
718                         done = mountlist_scan(vlrureclaim, &info,
719                                               MNTSCAN_FORWARD);
720                         ++info.pass;
721                 }
722
723                 /*
724                  * The vlrureclaim() call only processes 1/10 of the vnodes
725                  * on each mount.  If we couldn't find any repeat the loop
726                  * at least enough times to cover all available vnodes before
727                  * we start sleeping.  Complain if the failure extends past
728                  * 30 second, every 30 seconds.
729                  */
730                 if (done == 0) {
731                         ++vnlru_nowhere;
732                         if (vnlru_nowhere % 10 == 0)
733                                 tsleep(td, 0, "vlrup", hz * 3);
734                         if (vnlru_nowhere % 100 == 0)
735                                 kprintf("vnlru_proc: vnode recycler stopped working!\n");
736                         if (vnlru_nowhere == 1000)
737                                 vnlru_nowhere = 900;
738                 } else {
739                         vnlru_nowhere = 0;
740                 }
741         }
742         crit_exit();
743 }
744
745 /*
746  * MOUNTLIST FUNCTIONS
747  */
748
749 /*
750  * mountlist_insert (MP SAFE)
751  *
752  * Add a new mount point to the mount list.
753  */
754 void
755 mountlist_insert(struct mount *mp, int how)
756 {
757         lwkt_tokref ilock;
758
759         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
760         if (how == MNTINS_FIRST)
761             TAILQ_INSERT_HEAD(&mountlist, mp, mnt_list);
762         else
763             TAILQ_INSERT_TAIL(&mountlist, mp, mnt_list);
764         lwkt_reltoken(&ilock);
765 }
766
767 /*
768  * mountlist_interlock (MP SAFE)
769  *
770  * Execute the specified interlock function with the mountlist token
771  * held.  The function will be called in a serialized fashion verses
772  * other functions called through this mechanism.
773  */
774 int
775 mountlist_interlock(int (*callback)(struct mount *), struct mount *mp)
776 {
777         lwkt_tokref ilock;
778         int error;
779
780         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
781         error = callback(mp);
782         lwkt_reltoken(&ilock);
783         return (error);
784 }
785
786 /*
787  * mountlist_boot_getfirst (DURING BOOT ONLY)
788  *
789  * This function returns the first mount on the mountlist, which is
790  * expected to be the root mount.  Since no interlocks are obtained
791  * this function is only safe to use during booting.
792  */
793
794 struct mount *
795 mountlist_boot_getfirst(void)
796 {
797         return(TAILQ_FIRST(&mountlist));
798 }
799
800 /*
801  * mountlist_remove (MP SAFE)
802  *
803  * Remove a node from the mountlist.  If this node is the next scan node
804  * for any active mountlist scans, the active mountlist scan will be 
805  * adjusted to skip the node, thus allowing removals during mountlist
806  * scans.
807  */
808 void
809 mountlist_remove(struct mount *mp)
810 {
811         struct mountscan_info *msi;
812         lwkt_tokref ilock;
813
814         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
815         TAILQ_FOREACH(msi, &mountscan_list, msi_entry) {
816                 if (msi->msi_node == mp) {
817                         if (msi->msi_how & MNTSCAN_FORWARD)
818                                 msi->msi_node = TAILQ_NEXT(mp, mnt_list);
819                         else
820                                 msi->msi_node = TAILQ_PREV(mp, mntlist, mnt_list);
821                 }
822         }
823         TAILQ_REMOVE(&mountlist, mp, mnt_list);
824         lwkt_reltoken(&ilock);
825 }
826
827 /*
828  * mountlist_scan (MP SAFE)
829  *
830  * Safely scan the mount points on the mount list.  Unless otherwise 
831  * specified each mount point will be busied prior to the callback and
832  * unbusied afterwords.  The callback may safely remove any mount point
833  * without interfering with the scan.  If the current callback
834  * mount is removed the scanner will not attempt to unbusy it.
835  *
836  * If a mount node cannot be busied it is silently skipped.
837  *
838  * The callback return value is aggregated and a total is returned.  A return
839  * value of < 0 is not aggregated and will terminate the scan.
840  *
841  * MNTSCAN_FORWARD      - the mountlist is scanned in the forward direction
842  * MNTSCAN_REVERSE      - the mountlist is scanned in reverse
843  * MNTSCAN_NOBUSY       - the scanner will make the callback without busying
844  *                        the mount node.
845  */
846 int
847 mountlist_scan(int (*callback)(struct mount *, void *), void *data, int how)
848 {
849         struct mountscan_info info;
850         lwkt_tokref ilock;
851         struct mount *mp;
852         thread_t td;
853         int count;
854         int res;
855
856         lwkt_gettoken(&ilock, &mountlist_token);
857
858         info.msi_how = how;
859         info.msi_node = NULL;   /* paranoia */
860         TAILQ_INSERT_TAIL(&mountscan_list, &info, msi_entry);
861
862         res = 0;
863         td = curthread;
864
865         if (how & MNTSCAN_FORWARD) {
866                 info.msi_node = TAILQ_FIRST(&mountlist);
867                 while ((mp = info.msi_node) != NULL) {
868                         if (how & MNTSCAN_NOBUSY) {
869                                 count = callback(mp, data);
870                         } else if (vfs_busy(mp, LK_NOWAIT) == 0) {
871                                 count = callback(mp, data);
872                                 if (mp == info.msi_node)
873                                         vfs_unbusy(mp);
874                         } else {
875                                 count = 0;
876                         }
877                         if (count < 0)
878                                 break;
879                         res += count;
880                         if (mp == info.msi_node)
881                                 info.msi_node = TAILQ_NEXT(mp, mnt_list);
882                 }
883         } else if (how & MNTSCAN_REVERSE) {
884                 info.msi_node = TAILQ_LAST(&mountlist, mntlist);
885                 while ((mp = info.msi_node) != NULL) {
886                         if (how & MNTSCAN_NOBUSY) {
887                                 count = callback(mp, data);
888                         } else if (vfs_busy(mp, LK_NOWAIT) == 0) {
889                                 count = callback(mp, data);
890                                 if (mp == info.msi_node)
891                                         vfs_unbusy(mp);
892                         } else {
893                                 count = 0;
894                         }
895                         if (count < 0)
896                                 break;
897                         res += count;
898                         if (mp == info.msi_node)
899                                 info.msi_node = TAILQ_PREV(mp, mntlist, mnt_list);
900                 }
901         }
902         TAILQ_REMOVE(&mountscan_list, &info, msi_entry);
903         lwkt_reltoken(&ilock);
904         return(res);
905 }
906
907 /*
908  * MOUNT RELATED VNODE FUNCTIONS
909  */
910
911 static struct kproc_desc vnlru_kp = {
912         "vnlru",
913         vnlru_proc,
914         &vnlruthread
915 };
916 SYSINIT(vnlru, SI_SUB_KTHREAD_UPDATE, SI_ORDER_FIRST, kproc_start, &vnlru_kp)
917
918 /*
919  * Move a vnode from one mount queue to another.
920  */
921 void
922 insmntque(struct vnode *vp, struct mount *mp)
923 {
924         lwkt_tokref ilock;
925
926         lwkt_gettoken(&ilock, &mntvnode_token);
927         /*
928          * Delete from old mount point vnode list, if on one.
929          */
930         if (vp->v_mount != NULL) {
931                 KASSERT(vp->v_mount->mnt_nvnodelistsize > 0,
932                         ("bad mount point vnode list size"));
933                 vremovevnodemnt(vp);
934                 vp->v_mount->mnt_nvnodelistsize--;
935         }
936         /*
937          * Insert into list of vnodes for the new mount point, if available.
938          * The 'end' of the LRU list is the vnode prior to mp->mnt_syncer.
939          */
940         if ((vp->v_mount = mp) == NULL) {
941                 lwkt_reltoken(&ilock);
942                 return;
943         }
944         if (mp->mnt_syncer) {
945                 TAILQ_INSERT_BEFORE(mp->mnt_syncer, vp, v_nmntvnodes);
946         } else {
947                 TAILQ_INSERT_TAIL(&mp->mnt_nvnodelist, vp, v_nmntvnodes);
948         }
949         mp->mnt_nvnodelistsize++;
950         lwkt_reltoken(&ilock);
951 }
952
953
954 /*
955  * Scan the vnodes under a mount point and issue appropriate callbacks.
956  *
957  * The fastfunc() callback is called with just the mountlist token held
958  * (no vnode lock).  It may not block and the vnode may be undergoing
959  * modifications while the caller is processing it.  The vnode will
960  * not be entirely destroyed, however, due to the fact that the mountlist
961  * token is held.  A return value < 0 skips to the next vnode without calling
962  * the slowfunc(), a return value > 0 terminates the loop.
963  *
964  * The slowfunc() callback is called after the vnode has been successfully
965  * locked based on passed flags.  The vnode is skipped if it gets rearranged
966  * or destroyed while blocking on the lock.  A non-zero return value from
967  * the slow function terminates the loop.  The slow function is allowed to
968  * arbitrarily block.  The scanning code guarentees consistency of operation
969  * even if the slow function deletes or moves the node, or blocks and some
970  * other thread deletes or moves the node.
971  */
972 int
973 vmntvnodescan(
974     struct mount *mp, 
975     int flags,
976     int (*fastfunc)(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data),
977     int (*slowfunc)(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data),
978     void *data
979 ) {
980         struct vmntvnodescan_info info;
981         lwkt_tokref ilock;
982         struct vnode *vp;
983         int r = 0;
984         int maxcount = 1000000;
985         int stopcount = 0;
986         int count = 0;
987
988         lwkt_gettoken(&ilock, &mntvnode_token);
989
990         /*
991          * If asked to do one pass stop after iterating available vnodes.
992          * Under heavy loads new vnodes can be added while we are scanning,
993          * so this isn't perfect.  Create a slop factor of 2x.
994          */
995         if (flags & VMSC_ONEPASS)
996                 stopcount = mp->mnt_nvnodelistsize * 2;
997
998         info.vp = TAILQ_FIRST(&mp->mnt_nvnodelist);
999         TAILQ_INSERT_TAIL(&mntvnodescan_list, &info, entry);
1000         while ((vp = info.vp) != NULL) {
1001                 if (--maxcount == 0)
1002                         panic("maxcount reached during vmntvnodescan");
1003
1004                 /*
1005                  * Skip if visible but not ready, or special (e.g.
1006                  * mp->mnt_syncer) 
1007                  */
1008                 if (vp->v_type == VNON)
1009                         goto next;
1010                 KKASSERT(vp->v_mount == mp);
1011
1012                 /*
1013                  * Quick test.  A negative return continues the loop without
1014                  * calling the slow test.  0 continues onto the slow test.
1015                  * A positive number aborts the loop.
1016                  */
1017                 if (fastfunc) {
1018                         if ((r = fastfunc(mp, vp, data)) < 0) {
1019                                 r = 0;
1020                                 goto next;
1021                         }
1022                         if (r)
1023                                 break;
1024                 }
1025
1026                 /*
1027                  * Get a vxlock on the vnode, retry if it has moved or isn't
1028                  * in the mountlist where we expect it.
1029                  */
1030                 if (slowfunc) {
1031                         int error;
1032
1033                         switch(flags & (VMSC_GETVP|VMSC_GETVX|VMSC_NOWAIT)) {
1034                         case VMSC_GETVP:
1035                                 error = vget(vp, LK_EXCLUSIVE);
1036                                 break;
1037                         case VMSC_GETVP|VMSC_NOWAIT:
1038                                 error = vget(vp, LK_EXCLUSIVE|LK_NOWAIT);
1039                                 break;
1040                         case VMSC_GETVX:
1041                                 vx_get(vp);
1042                                 error = 0;
1043                                 break;
1044                         default:
1045                                 error = 0;
1046                                 break;
1047                         }
1048                         if (error)
1049                                 goto next;
1050                         /*
1051                          * Do not call the slow function if the vnode is
1052                          * invalid or if it was ripped out from under us
1053                          * while we (potentially) blocked.
1054                          */
1055                         if (info.vp == vp && vp->v_type != VNON)
1056                                 r = slowfunc(mp, vp, data);
1057
1058                         /*
1059                          * Cleanup
1060                          */
1061                         switch(flags & (VMSC_GETVP|VMSC_GETVX|VMSC_NOWAIT)) {
1062                         case VMSC_GETVP:
1063                         case VMSC_GETVP|VMSC_NOWAIT:
1064                                 vput(vp);
1065                                 break;
1066                         case VMSC_GETVX:
1067                                 vx_put(vp);
1068                                 break;
1069                         default:
1070                                 break;
1071                         }
1072                         if (r != 0)
1073                                 break;
1074                 }
1075
1076 next:
1077                 /*
1078                  * Yield after some processing.  Depending on the number
1079                  * of vnodes, we might wind up running for a long time.
1080                  * Because threads are not preemptable, time critical
1081                  * userland processes might starve.  Give them a chance
1082                  * now and then.
1083                  */
1084                 if (++count == 10000) {
1085                         /* We really want to yield a bit, so we simply sleep a tick */
1086                         tsleep(mp, 0, "vnodescn", 1);
1087                         count = 0;
1088                 }
1089
1090                 /*
1091                  * If doing one pass this decrements to zero.  If it starts
1092                  * at zero it is effectively unlimited for the purposes of
1093                  * this loop.
1094                  */
1095                 if (--stopcount == 0)
1096                         break;
1097
1098                 /*
1099                  * Iterate.  If the vnode was ripped out from under us
1100                  * info.vp will already point to the next vnode, otherwise
1101                  * we have to obtain the next valid vnode ourselves.
1102                  */
1103                 if (info.vp == vp)
1104                         info.vp = TAILQ_NEXT(vp, v_nmntvnodes);
1105         }
1106         TAILQ_REMOVE(&mntvnodescan_list, &info, entry);
1107         lwkt_reltoken(&ilock);
1108         return(r);
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Remove any vnodes in the vnode table belonging to mount point mp.
1113  *
1114  * If FORCECLOSE is not specified, there should not be any active ones,
1115  * return error if any are found (nb: this is a user error, not a
1116  * system error). If FORCECLOSE is specified, detach any active vnodes
1117  * that are found.
1118  *
1119  * If WRITECLOSE is set, only flush out regular file vnodes open for
1120  * writing.
1121  *
1122  * SKIPSYSTEM causes any vnodes marked VSYSTEM to be skipped.
1123  *
1124  * `rootrefs' specifies the base reference count for the root vnode
1125  * of this filesystem. The root vnode is considered busy if its
1126  * v_sysref.refcnt exceeds this value. On a successful return, vflush()
1127  * will call vrele() on the root vnode exactly rootrefs times.
1128  * If the SKIPSYSTEM or WRITECLOSE flags are specified, rootrefs must
1129  * be zero.
1130  */
1131 #ifdef DIAGNOSTIC
1132 static int busyprt = 0;         /* print out busy vnodes */
1133 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, busyprt, CTLFLAG_RW, &busyprt, 0, "");
1134 #endif
1135
1136 static int vflush_scan(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data);
1137
1138 struct vflush_info {
1139         int flags;
1140         int busy;
1141         thread_t td;
1142 };
1143
1144 int
1145 vflush(struct mount *mp, int rootrefs, int flags)
1146 {
1147         struct thread *td = curthread;  /* XXX */
1148         struct vnode *rootvp = NULL;
1149         int error;
1150         struct vflush_info vflush_info;
1151
1152         if (rootrefs > 0) {
1153                 KASSERT((flags & (SKIPSYSTEM | WRITECLOSE)) == 0,
1154                     ("vflush: bad args"));
1155                 /*
1156                  * Get the filesystem root vnode. We can vput() it
1157                  * immediately, since with rootrefs > 0, it won't go away.
1158                  */
1159                 if ((error = VFS_ROOT(mp, &rootvp)) != 0) {
1160                         if ((flags & FORCECLOSE) == 0)
1161                                 return (error);
1162                         rootrefs = 0;
1163                         /* continue anyway */
1164                 }
1165                 if (rootrefs)
1166                         vput(rootvp);
1167         }
1168
1169         vflush_info.busy = 0;
1170         vflush_info.flags = flags;
1171         vflush_info.td = td;
1172         vmntvnodescan(mp, VMSC_GETVX, NULL, vflush_scan, &vflush_info);
1173
1174         if (rootrefs > 0 && (flags & FORCECLOSE) == 0) {
1175                 /*
1176                  * If just the root vnode is busy, and if its refcount
1177                  * is equal to `rootrefs', then go ahead and kill it.
1178                  */
1179                 KASSERT(vflush_info.busy > 0, ("vflush: not busy"));
1180                 KASSERT(rootvp->v_sysref.refcnt >= rootrefs, ("vflush: rootrefs"));
1181                 if (vflush_info.busy == 1 && rootvp->v_sysref.refcnt == rootrefs) {
1182                         vx_lock(rootvp);
1183                         vgone_vxlocked(rootvp);
1184                         vx_unlock(rootvp);
1185                         vflush_info.busy = 0;
1186                 }
1187         }
1188         if (vflush_info.busy)
1189                 return (EBUSY);
1190         for (; rootrefs > 0; rootrefs--)
1191                 vrele(rootvp);
1192         return (0);
1193 }
1194
1195 /*
1196  * The scan callback is made with an VX locked vnode.
1197  */
1198 static int
1199 vflush_scan(struct mount *mp, struct vnode *vp, void *data)
1200 {
1201         struct vflush_info *info = data;
1202         struct vattr vattr;
1203
1204         /*
1205          * Skip over a vnodes marked VSYSTEM.
1206          */
1207         if ((info->flags & SKIPSYSTEM) && (vp->v_flag & VSYSTEM)) {
1208                 return(0);
1209         }
1210
1211         /*
1212          * If WRITECLOSE is set, flush out unlinked but still open
1213          * files (even if open only for reading) and regular file
1214          * vnodes open for writing. 
1215          */
1216         if ((info->flags & WRITECLOSE) &&
1217             (vp->v_type == VNON ||
1218             (VOP_GETATTR(vp, &vattr) == 0 &&
1219             vattr.va_nlink > 0)) &&
1220             (vp->v_writecount == 0 || vp->v_type != VREG)) {
1221                 return(0);
1222         }
1223
1224         /*
1225          * If we are the only holder (refcnt of 1) or the vnode is in
1226          * termination (refcnt < 0), we can vgone the vnode.
1227          */
1228         if (vp->v_sysref.refcnt <= 1) {
1229                 vgone_vxlocked(vp);
1230                 return(0);
1231         }
1232
1233         /*
1234          * If FORCECLOSE is set, forcibly close the vnode. For block
1235          * or character devices we just clean and leave the vp
1236          * associated with devfs.  For all other files, just kill them.
1237          *
1238          * XXX we need to do something about devfs here, I'd rather not
1239          *     blow away device associations.
1240          */
1241         if (info->flags & FORCECLOSE) {
1242                 vgone_vxlocked(vp);
1243 #if 0
1244                 if (vp->v_type != VBLK && vp->v_type != VCHR) {
1245                         vgone_vxlocked(vp);
1246                 } else {
1247                         vclean_vxlocked(vp, 0);
1248                         /*vp->v_ops = &devfs_vnode_dev_vops_p;*/
1249                         insmntque(vp, NULL);
1250                 }
1251 #endif
1252                 return(0);
1253         }
1254 #ifdef DIAGNOSTIC
1255         if (busyprt)
1256                 vprint("vflush: busy vnode", vp);
1257 #endif
1258         ++info->busy;
1259         return(0);
1260 }
1261
1262 void
1263 add_bio_ops(struct bio_ops *ops)
1264 {
1265         TAILQ_INSERT_TAIL(&bio_ops_list, ops, entry);
1266 }
1267
1268 void
1269 rem_bio_ops(struct bio_ops *ops)
1270 {
1271         TAILQ_REMOVE(&bio_ops_list, ops, entry);
1272 }
1273
1274 /*
1275  * This calls the bio_ops io_sync function either for a mount point
1276  * or generally.
1277  *
1278  * WARNING: softdeps is weirdly coded and just isn't happy unless
1279  * io_sync is called with a NULL mount from the general syncing code.
1280  */
1281 void
1282 bio_ops_sync(struct mount *mp)
1283 {
1284         struct bio_ops *ops;
1285
1286         if (mp) {
1287                 if ((ops = mp->mnt_bioops) != NULL)
1288                         ops->io_sync(mp);
1289         } else {
1290                 TAILQ_FOREACH(ops, &bio_ops_list, entry) {
1291                         ops->io_sync(NULL);
1292                 }
1293         }
1294 }
1295