sys/kern/vfs_cache.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1989, 1993, 1995
   5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   6  *
   7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   8  * Poul-Henning Kamp of the FreeBSD Project.
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  18  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)vfs_cache.c 8.5 (Berkeley) 3/22/95
  35  */
  36
  37 #include <sys/cdefs.h>
  38 __FBSDID("$FreeBSD$");
  39
  40 #include "opt_ddb.h"
  41 #include "opt_ktrace.h"
  42
  43 #include <sys/param.h>
  44 #include <sys/systm.h>
  45 #include <sys/counter.h>
  46 #include <sys/filedesc.h>
  47 #include <sys/fnv_hash.h>
  48 #include <sys/kernel.h>
  49 #include <sys/ktr.h>
  50 #include <sys/lock.h>
  51 #include <sys/malloc.h>
  52 #include <sys/fcntl.h>
  53 #include <sys/mount.h>
  54 #include <sys/namei.h>
  55 #include <sys/proc.h>
  56 #include <sys/rwlock.h>
  57 #include <sys/sdt.h>
  58 #include <sys/smp.h>
  59 #include <sys/syscallsubr.h>
  60 #include <sys/sysctl.h>
  61 #include <sys/sysproto.h>
  62 #include <sys/vnode.h>
  63 #ifdef KTRACE
  64 #include <sys/ktrace.h>
  65 #endif
  66
  67 #ifdef DDB
  68 #include <ddb/ddb.h>
  69 #endif
  70
  71 #include <vm/uma.h>
  72
  73 SDT_PROVIDER_DECLARE(vfs);
  74 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, enter, done, "struct vnode *", "char *",
  75     "struct vnode *");
  76 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, enter_negative, done, "struct vnode *",
  77     "char *");
  78 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, fullpath, entry, "struct vnode *");
  79 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, fullpath, hit, "struct vnode *",
  80     "char *", "struct vnode *");
  81 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, fullpath, miss, "struct vnode *");
  82 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, fullpath, return, "int",
  83     "struct vnode *", "char *");
  84 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, lookup, hit, "struct vnode *", "char *",
  85     "struct vnode *");
  86 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative,
  87     "struct vnode *", "char *");
  88 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, lookup, miss, "struct vnode *",
  89     "char *");
  90 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, purge, done, "struct vnode *");
  91 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, purge_negative, done, "struct vnode *");
  92 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, purgevfs, done, "struct mount *");
  93 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, zap, done, "struct vnode *", "char *",
  94     "struct vnode *");
  95 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, zap_negative, done, "struct vnode *",
  96     "char *", "int");
  97 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, shrink_negative, done, "struct vnode *",
  98     "char *", "int");
  99
 100 /*
 101  * This structure describes the elements in the cache of recent
 102  * names looked up by namei.
 103  */
 104
 105 struct  namecache {
 106         LIST_ENTRY(namecache) nc_hash;  /* hash chain */
 107         LIST_ENTRY(namecache) nc_src;   /* source vnode list */
 108         TAILQ_ENTRY(namecache) nc_dst;  /* destination vnode list */
 109         struct  vnode *nc_dvp;          /* vnode of parent of name */
 110         union {
 111                 struct  vnode *nu_vp;   /* vnode the name refers to */
 112                 u_int   nu_neghits;     /* negative entry hits */
 113         } n_un;
 114         u_char  nc_flag;                /* flag bits */
 115         u_char  nc_nlen;                /* length of name */
 116         char    nc_name[0];             /* segment name + nul */
 117 };
 118
 119 /*
 120  * struct namecache_ts repeats struct namecache layout up to the
 121  * nc_nlen member.
 122  * struct namecache_ts is used in place of struct namecache when time(s) need
 123  * to be stored.  The nc_dotdottime field is used when a cache entry is mapping
 124  * both a non-dotdot directory name plus dotdot for the directory's
 125  * parent.
 126  */
 127 struct  namecache_ts {
 128         struct  timespec nc_time;       /* timespec provided by fs */
 129         struct  timespec nc_dotdottime; /* dotdot timespec provided by fs */
 130         int     nc_ticks;               /* ticks value when entry was added */
 131         struct namecache nc_nc;
 132 };
 133
 134 #define nc_vp           n_un.nu_vp
 135 #define nc_neghits      n_un.nu_neghits
 136
 137 /*
 138  * Flags in namecache.nc_flag
 139  */
 140 #define NCF_WHITE       0x01
 141 #define NCF_ISDOTDOT    0x02
 142 #define NCF_TS          0x04
 143 #define NCF_DTS         0x08
 144 #define NCF_DVDROP      0x10
 145 #define NCF_NEGATIVE    0x20
 146 #define NCF_HOTNEGATIVE 0x40
 147
 148 /*
 149  * Name caching works as follows:
 150  *
 151  * Names found by directory scans are retained in a cache
 152  * for future reference.  It is managed LRU, so frequently
 153  * used names will hang around.  Cache is indexed by hash value
 154  * obtained from (dvp, name) where dvp refers to the directory
 155  * containing name.
 156  *
 157  * If it is a "negative" entry, (i.e. for a name that is known NOT to
 158  * exist) the vnode pointer will be NULL.
 159  *
 160  * Upon reaching the last segment of a path, if the reference
 161  * is for DELETE, or NOCACHE is set (rewrite), and the
 162  * name is located in the cache, it will be dropped.
 163  *
 164  * These locks are used (in the order in which they can be taken):
 165  * NAME         TYPE    ROLE
 166  * vnodelock    mtx     vnode lists and v_cache_dd field protection
 167  * bucketlock   rwlock  for access to given set of hash buckets
 168  * neglist      mtx     negative entry LRU management
 169  *
 170  * Additionally, ncneg_shrink_lock mtx is used to have at most one thread
 171  * shrinking the LRU list.
 172  *
 173  * It is legal to take multiple vnodelock and bucketlock locks. The locking
 174  * order is lower address first. Both are recursive.
 175  *
 176  * "." lookups are lockless.
 177  *
 178  * ".." and vnode -> name lookups require vnodelock.
 179  *
 180  * name -> vnode lookup requires the relevant bucketlock to be held for reading.
 181  *
 182  * Insertions and removals of entries require involved vnodes and bucketlocks
 183  * to be write-locked to prevent other threads from seeing the entry.
 184  *
 185  * Some lookups result in removal of the found entry (e.g. getting rid of a
 186  * negative entry with the intent to create a positive one), which poses a
 187  * problem when multiple threads reach the state. Similarly, two different
 188  * threads can purge two different vnodes and try to remove the same name.
 189  *
 190  * If the already held vnode lock is lower than the second required lock, we
 191  * can just take the other lock. However, in the opposite case, this could
 192  * deadlock. As such, this is resolved by trylocking and if that fails unlocking
 193  * the first node, locking everything in order and revalidating the state.
 194  */
 195
 196 /*
 197  * Structures associated with name caching.
 198  */
 199 #define NCHHASH(hash) \
 200         (&nchashtbl[(hash) & nchash])
 201 static __read_mostly LIST_HEAD(nchashhead, namecache) *nchashtbl;/* Hash Table */
 202 static u_long __read_mostly     nchash;                 /* size of hash table */
 203 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, nchash, CTLFLAG_RD, &nchash, 0,
 204     "Size of namecache hash table");
 205 static u_long __read_mostly     ncnegfactor = 12; /* ratio of negative entries */
 206 SYSCTL_ULONG(_vfs, OID_AUTO, ncnegfactor, CTLFLAG_RW, &ncnegfactor, 0,
 207     "Ratio of negative namecache entries");
 208 static u_long __exclusive_cache_line    numneg; /* number of negative entries allocated */
 209 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, numneg, CTLFLAG_RD, &numneg, 0,
 210     "Number of negative entries in namecache");
 211 static u_long __exclusive_cache_line    numcache;/* number of cache entries allocated */
 212 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, numcache, CTLFLAG_RD, &numcache, 0,
 213     "Number of namecache entries");
 214 static u_long __exclusive_cache_line    numcachehv;/* number of cache entries with vnodes held */
 215 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, numcachehv, CTLFLAG_RD, &numcachehv, 0,
 216     "Number of namecache entries with vnodes held");
 217 u_int __read_mostly     ncsizefactor = 2;
 218 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, ncsizefactor, CTLFLAG_RW, &ncsizefactor, 0,
 219     "Size factor for namecache");
 220 static u_int __read_mostly      ncpurgeminvnodes;
 221 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, ncpurgeminvnodes, CTLFLAG_RW, &ncpurgeminvnodes, 0,
 222     "Number of vnodes below which purgevfs ignores the request");
 223 static u_int __read_mostly      ncneghitsrequeue = 8;
 224 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, ncneghitsrequeue, CTLFLAG_RW, &ncneghitsrequeue, 0,
 225     "Number of hits to requeue a negative entry in the LRU list");
 226
 227 struct nchstats nchstats;               /* cache effectiveness statistics */
 228
 229 static struct mtx       ncneg_shrink_lock;
 230 static int      shrink_list_turn;
 231
 232 struct neglist {
 233         struct mtx              nl_lock;
 234         TAILQ_HEAD(, namecache) nl_list;
 235 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
 236
 237 static struct neglist __read_mostly     *neglists;
 238 static struct neglist ncneg_hot;
 239
 240 #define numneglists (ncneghash + 1)
 241 static u_int __read_mostly      ncneghash;
 242 static inline struct neglist *
 243 NCP2NEGLIST(struct namecache *ncp)
 244 {
 245
 246         return (&neglists[(((uintptr_t)(ncp) >> 8) & ncneghash)]);
 247 }
 248
 249 #define numbucketlocks (ncbuckethash + 1)
 250 static u_int __read_mostly  ncbuckethash;
 251 static struct rwlock_padalign __read_mostly  *bucketlocks;
 252 #define HASH2BUCKETLOCK(hash) \
 253         ((struct rwlock *)(&bucketlocks[((hash) & ncbuckethash)]))
 254
 255 #define numvnodelocks (ncvnodehash + 1)
 256 static u_int __read_mostly  ncvnodehash;
 257 static struct mtx __read_mostly *vnodelocks;
 258 static inline struct mtx *
 259 VP2VNODELOCK(struct vnode *vp)
 260 {
 261
 262         return (&vnodelocks[(((uintptr_t)(vp) >> 8) & ncvnodehash)]);
 263 }
 264
 265 /*
 266  * UMA zones for the VFS cache.
 267  *
 268  * The small cache is used for entries with short names, which are the
 269  * most common.  The large cache is used for entries which are too big to
 270  * fit in the small cache.
 271  */
 272 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_small;
 273 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_small_ts;
 274 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_large;
 275 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_large_ts;
 276
 277 #define CACHE_PATH_CUTOFF       35
 278
 279 static struct namecache *
 280 cache_alloc(int len, int ts)
 281 {
 282         struct namecache_ts *ncp_ts;
 283         struct namecache *ncp;
 284
 285         if (__predict_false(ts)) {
 286                 if (len <= CACHE_PATH_CUTOFF)
 287                         ncp_ts = uma_zalloc(cache_zone_small_ts, M_WAITOK);
 288                 else
 289                         ncp_ts = uma_zalloc(cache_zone_large_ts, M_WAITOK);
 290                 ncp = &ncp_ts->nc_nc;
 291         } else {
 292                 if (len <= CACHE_PATH_CUTOFF)
 293                         ncp = uma_zalloc(cache_zone_small, M_WAITOK);
 294                 else
 295                         ncp = uma_zalloc(cache_zone_large, M_WAITOK);
 296         }
 297         return (ncp);
 298 }
 299
 300 static void
 301 cache_free(struct namecache *ncp)
 302 {
 303         struct namecache_ts *ncp_ts;
 304
 305         if (ncp == NULL)
 306                 return;
 307         if ((ncp->nc_flag & NCF_DVDROP) != 0)
 308                 vdrop(ncp->nc_dvp);
 309         if (__predict_false(ncp->nc_flag & NCF_TS)) {
 310                 ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
 311                 if (ncp->nc_nlen <= CACHE_PATH_CUTOFF)
 312                         uma_zfree(cache_zone_small_ts, ncp_ts);
 313                 else
 314                         uma_zfree(cache_zone_large_ts, ncp_ts);
 315         } else {
 316                 if (ncp->nc_nlen <= CACHE_PATH_CUTOFF)
 317                         uma_zfree(cache_zone_small, ncp);
 318                 else
 319                         uma_zfree(cache_zone_large, ncp);
 320         }
 321 }
 322
 323 static void
 324 cache_out_ts(struct namecache *ncp, struct timespec *tsp, int *ticksp)
 325 {
 326         struct namecache_ts *ncp_ts;
 327
 328         KASSERT((ncp->nc_flag & NCF_TS) != 0 ||
 329             (tsp == NULL && ticksp == NULL),
 330             ("No NCF_TS"));
 331
 332         if (tsp == NULL && ticksp == NULL)
 333                 return;
 334
 335         ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
 336         if (tsp != NULL)
 337                 *tsp = ncp_ts->nc_time;
 338         if (ticksp != NULL)
 339                 *ticksp = ncp_ts->nc_ticks;
 340 }
 341
 342 static int __read_mostly        doingcache = 1; /* 1 => enable the cache */
 343 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vfscache, CTLFLAG_RW, &doingcache, 0,
 344     "VFS namecache enabled");
 345
 346 /* Export size information to userland */
 347 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, namecache, CTLFLAG_RD, SYSCTL_NULL_INT_PTR,
 348     sizeof(struct namecache), "sizeof(struct namecache)");
 349
 350 /*
 351  * The new name cache statistics
 352  */
 353 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, cache, CTLFLAG_RW, 0,
 354     "Name cache statistics");
 355 #define STATNODE_ULONG(name, descr)     \
 356         SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, &name, 0, descr);
 357 #define STATNODE_COUNTER(name, descr)   \
 358         static counter_u64_t __read_mostly name; \
 359         SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs_cache, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, &name, descr);
 360 STATNODE_ULONG(numneg, "Number of negative cache entries");
 361 STATNODE_ULONG(numcache, "Number of cache entries");
 362 STATNODE_COUNTER(numcalls, "Number of cache lookups");
 363 STATNODE_COUNTER(dothits, "Number of '.' hits");
 364 STATNODE_COUNTER(dotdothits, "Number of '..' hits");
 365 STATNODE_COUNTER(numchecks, "Number of checks in lookup");
 366 STATNODE_COUNTER(nummiss, "Number of cache misses");
 367 STATNODE_COUNTER(nummisszap, "Number of cache misses we do not want to cache");
 368 STATNODE_COUNTER(numposzaps,
 369     "Number of cache hits (positive) we do not want to cache");
 370 STATNODE_COUNTER(numposhits, "Number of cache hits (positive)");
 371 STATNODE_COUNTER(numnegzaps,
 372     "Number of cache hits (negative) we do not want to cache");
 373 STATNODE_COUNTER(numneghits, "Number of cache hits (negative)");
 374 /* These count for kern___getcwd(), too. */
 375 STATNODE_COUNTER(numfullpathcalls, "Number of fullpath search calls");
 376 STATNODE_COUNTER(numfullpathfail1, "Number of fullpath search errors (ENOTDIR)");
 377 STATNODE_COUNTER(numfullpathfail2,
 378     "Number of fullpath search errors (VOP_VPTOCNP failures)");
 379 STATNODE_COUNTER(numfullpathfail4, "Number of fullpath search errors (ENOMEM)");
 380 STATNODE_COUNTER(numfullpathfound, "Number of successful fullpath calls");
 381 static long zap_and_exit_bucket_fail; STATNODE_ULONG(zap_and_exit_bucket_fail,
 382     "Number of times zap_and_exit failed to lock");
 383 static long cache_lock_vnodes_cel_3_failures;
 384 STATNODE_ULONG(cache_lock_vnodes_cel_3_failures,
 385     "Number of times 3-way vnode locking failed");
 386
 387 static void cache_zap_locked(struct namecache *ncp, bool neg_locked);
 388 static int vn_fullpath1(struct thread *td, struct vnode *vp, struct vnode *rdir,
 389     char *buf, char **retbuf, u_int buflen);
 390
 391 static MALLOC_DEFINE(M_VFSCACHE, "vfscache", "VFS name cache entries");
 392
 393 static int cache_yield;
 394 SYSCTL_INT(_vfs_cache, OID_AUTO, yield, CTLFLAG_RD, &cache_yield, 0,
 395     "Number of times cache called yield");
 396
 397 static void
 398 cache_maybe_yield(void)
 399 {
 400
 401         if (should_yield()) {
 402                 cache_yield++;
 403                 kern_yield(PRI_USER);
 404         }
 405 }
 406
 407 static inline void
 408 cache_assert_vlp_locked(struct mtx *vlp)
 409 {
 410
 411         if (vlp != NULL)
 412                 mtx_assert(vlp, MA_OWNED);
 413 }
 414
 415 static inline void
 416 cache_assert_vnode_locked(struct vnode *vp)
 417 {
 418         struct mtx *vlp;
 419
 420         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
 421         cache_assert_vlp_locked(vlp);
 422 }
 423
 424 static uint32_t
 425 cache_get_hash(char *name, u_char len, struct vnode *dvp)
 426 {
 427         uint32_t hash;
 428
 429         hash = fnv_32_buf(name, len, FNV1_32_INIT);
 430         hash = fnv_32_buf(&dvp, sizeof(dvp), hash);
 431         return (hash);
 432 }
 433
 434 static inline struct rwlock *
 435 NCP2BUCKETLOCK(struct namecache *ncp)
 436 {
 437         uint32_t hash;
 438
 439         hash = cache_get_hash(ncp->nc_name, ncp->nc_nlen, ncp->nc_dvp);
 440         return (HASH2BUCKETLOCK(hash));
 441 }
 442
 443 #ifdef INVARIANTS
 444 static void
 445 cache_assert_bucket_locked(struct namecache *ncp, int mode)
 446 {
 447         struct rwlock *blp;
 448
 449         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
 450         rw_assert(blp, mode);
 451 }
 452 #else
 453 #define cache_assert_bucket_locked(x, y) do { } while (0)
 454 #endif
 455
 456 #define cache_sort(x, y)        _cache_sort((void **)(x), (void **)(y))
 457 static void
 458 _cache_sort(void **p1, void **p2)
 459 {
 460         void *tmp;
 461
 462         if (*p1 > *p2) {
 463                 tmp = *p2;
 464                 *p2 = *p1;
 465                 *p1 = tmp;
 466         }
 467 }
 468
 469 static void
 470 cache_lock_all_buckets(void)
 471 {
 472         u_int i;
 473
 474         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++)
 475                 rw_wlock(&bucketlocks[i]);
 476 }
 477
 478 static void
 479 cache_unlock_all_buckets(void)
 480 {
 481         u_int i;
 482
 483         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++)
 484                 rw_wunlock(&bucketlocks[i]);
 485 }
 486
 487 static void
 488 cache_lock_all_vnodes(void)
 489 {
 490         u_int i;
 491
 492         for (i = 0; i < numvnodelocks; i++)
 493                 mtx_lock(&vnodelocks[i]);
 494 }
 495
 496 static void
 497 cache_unlock_all_vnodes(void)
 498 {
 499         u_int i;
 500
 501         for (i = 0; i < numvnodelocks; i++)
 502                 mtx_unlock(&vnodelocks[i]);
 503 }
 504
 505 static int
 506 cache_trylock_vnodes(struct mtx *vlp1, struct mtx *vlp2)
 507 {
 508
 509         cache_sort(&vlp1, &vlp2);
 510         MPASS(vlp2 != NULL);
 511
 512         if (vlp1 != NULL) {
 513                 if (!mtx_trylock(vlp1))
 514                         return (EAGAIN);
 515         }
 516         if (!mtx_trylock(vlp2)) {
 517                 if (vlp1 != NULL)
 518                         mtx_unlock(vlp1);
 519                 return (EAGAIN);
 520         }
 521
 522         return (0);
 523 }
 524
 525 static void
 526 cache_unlock_vnodes(struct mtx *vlp1, struct mtx *vlp2)
 527 {
 528
 529         MPASS(vlp1 != NULL || vlp2 != NULL);
 530
 531         if (vlp1 != NULL)
 532                 mtx_unlock(vlp1);
 533         if (vlp2 != NULL)
 534                 mtx_unlock(vlp2);
 535 }
 536
 537 static int
 538 sysctl_nchstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 539 {
 540         struct nchstats snap;
 541
 542         if (req->oldptr == NULL)
 543                 return (SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(snap)));
 544
 545         snap = nchstats;
 546         snap.ncs_goodhits = counter_u64_fetch(numposhits);
 547         snap.ncs_neghits = counter_u64_fetch(numneghits);
 548         snap.ncs_badhits = counter_u64_fetch(numposzaps) +
 549             counter_u64_fetch(numnegzaps);
 550         snap.ncs_miss = counter_u64_fetch(nummisszap) +
 551             counter_u64_fetch(nummiss);
 552
 553         return (SYSCTL_OUT(req, &snap, sizeof(snap)));
 554 }
 555 SYSCTL_PROC(_vfs_cache, OID_AUTO, nchstats, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD |
 556     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_nchstats, "LU",
 557     "VFS cache effectiveness statistics");
 558
 559 #ifdef DIAGNOSTIC
 560 /*
 561  * Grab an atomic snapshot of the name cache hash chain lengths
 562  */
 563 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, hashstat, CTLFLAG_RW, NULL,
 564     "hash table stats");
 565
 566 static int
 567 sysctl_debug_hashstat_rawnchash(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 568 {
 569         struct nchashhead *ncpp;
 570         struct namecache *ncp;
 571         int i, error, n_nchash, *cntbuf;
 572
 573 retry:
 574         n_nchash = nchash + 1;  /* nchash is max index, not count */
 575         if (req->oldptr == NULL)
 576                 return SYSCTL_OUT(req, 0, n_nchash * sizeof(int));
 577         cntbuf = malloc(n_nchash * sizeof(int), M_TEMP, M_ZERO | M_WAITOK);
 578         cache_lock_all_buckets();
 579         if (n_nchash != nchash + 1) {
 580                 cache_unlock_all_buckets();
 581                 free(cntbuf, M_TEMP);
 582                 goto retry;
 583         }
 584         /* Scan hash tables counting entries */
 585         for (ncpp = nchashtbl, i = 0; i < n_nchash; ncpp++, i++)
 586                 LIST_FOREACH(ncp, ncpp, nc_hash)
 587                         cntbuf[i]++;
 588         cache_unlock_all_buckets();
 589         for (error = 0, i = 0; i < n_nchash; i++)
 590                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &cntbuf[i], sizeof(int))) != 0)
 591                         break;
 592         free(cntbuf, M_TEMP);
 593         return (error);
 594 }
 595 SYSCTL_PROC(_debug_hashstat, OID_AUTO, rawnchash, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD|
 596     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_debug_hashstat_rawnchash, "S,int",
 597     "nchash chain lengths");
 598
 599 static int
 600 sysctl_debug_hashstat_nchash(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 601 {
 602         int error;
 603         struct nchashhead *ncpp;
 604         struct namecache *ncp;
 605         int n_nchash;
 606         int count, maxlength, used, pct;
 607
 608         if (!req->oldptr)
 609                 return SYSCTL_OUT(req, 0, 4 * sizeof(int));
 610
 611         cache_lock_all_buckets();
 612         n_nchash = nchash + 1;  /* nchash is max index, not count */
 613         used = 0;
 614         maxlength = 0;
 615
 616         /* Scan hash tables for applicable entries */
 617         for (ncpp = nchashtbl; n_nchash > 0; n_nchash--, ncpp++) {
 618                 count = 0;
 619                 LIST_FOREACH(ncp, ncpp, nc_hash) {
 620                         count++;
 621                 }
 622                 if (count)
 623                         used++;
 624                 if (maxlength < count)
 625                         maxlength = count;
 626         }
 627         n_nchash = nchash + 1;
 628         cache_unlock_all_buckets();
 629         pct = (used * 100) / (n_nchash / 100);
 630         error = SYSCTL_OUT(req, &n_nchash, sizeof(n_nchash));
 631         if (error)
 632                 return (error);
 633         error = SYSCTL_OUT(req, &used, sizeof(used));
 634         if (error)
 635                 return (error);
 636         error = SYSCTL_OUT(req, &maxlength, sizeof(maxlength));
 637         if (error)
 638                 return (error);
 639         error = SYSCTL_OUT(req, &pct, sizeof(pct));
 640         if (error)
 641                 return (error);
 642         return (0);
 643 }
 644 SYSCTL_PROC(_debug_hashstat, OID_AUTO, nchash, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD|
 645     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_debug_hashstat_nchash, "I",
 646     "nchash statistics (number of total/used buckets, maximum chain length, usage percentage)");
 647 #endif
 648
 649 /*
 650  * Negative entries management
 651  *
 652  * A variation of LRU scheme is used. New entries are hashed into one of
 653  * numneglists cold lists. Entries get promoted to the hot list on first hit.
 654  * Partial LRU for the hot list is maintained by requeueing them every
 655  * ncneghitsrequeue hits.
 656  *
 657  * The shrinker will demote hot list head and evict from the cold list in a
 658  * round-robin manner.
 659  */
 660 static void
 661 cache_negative_hit(struct namecache *ncp)
 662 {
 663         struct neglist *neglist;
 664         u_int hits;
 665
 666         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
 667         hits = atomic_fetchadd_int(&ncp->nc_neghits, 1);
 668         if (ncp->nc_flag & NCF_HOTNEGATIVE) {
 669                 if ((hits % ncneghitsrequeue) != 0)
 670                         return;
 671                 mtx_lock(&ncneg_hot.nl_lock);
 672                 if (ncp->nc_flag & NCF_HOTNEGATIVE) {
 673                         TAILQ_REMOVE(&ncneg_hot.nl_list, ncp, nc_dst);
 674                         TAILQ_INSERT_TAIL(&ncneg_hot.nl_list, ncp, nc_dst);
 675                         mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
 676                         return;
 677                 }
 678                 /*
 679                  * The shrinker cleared the flag and removed the entry from
 680                  * the hot list. Put it back.
 681                  */
 682         } else {
 683                 mtx_lock(&ncneg_hot.nl_lock);
 684         }
 685         neglist = NCP2NEGLIST(ncp);
 686         mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 687         if (!(ncp->nc_flag & NCF_HOTNEGATIVE)) {
 688                 TAILQ_REMOVE(&neglist->nl_list, ncp, nc_dst);
 689                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncneg_hot.nl_list, ncp, nc_dst);
 690                 ncp->nc_flag |= NCF_HOTNEGATIVE;
 691         }
 692         mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 693         mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
 694 }
 695
 696 static void
 697 cache_negative_insert(struct namecache *ncp, bool neg_locked)
 698 {
 699         struct neglist *neglist;
 700
 701         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
 702         cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_WLOCKED);
 703         neglist = NCP2NEGLIST(ncp);
 704         if (!neg_locked) {
 705                 mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 706         } else {
 707                 mtx_assert(&neglist->nl_lock, MA_OWNED);
 708         }
 709         TAILQ_INSERT_TAIL(&neglist->nl_list, ncp, nc_dst);
 710         if (!neg_locked)
 711                 mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 712         atomic_add_rel_long(&numneg, 1);
 713 }
 714
 715 static void
 716 cache_negative_remove(struct namecache *ncp, bool neg_locked)
 717 {
 718         struct neglist *neglist;
 719         bool hot_locked = false;
 720         bool list_locked = false;
 721
 722         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
 723         cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_WLOCKED);
 724         neglist = NCP2NEGLIST(ncp);
 725         if (!neg_locked) {
 726                 if (ncp->nc_flag & NCF_HOTNEGATIVE) {
 727                         hot_locked = true;
 728                         mtx_lock(&ncneg_hot.nl_lock);
 729                         if (!(ncp->nc_flag & NCF_HOTNEGATIVE)) {
 730                                 list_locked = true;
 731                                 mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 732                         }
 733                 } else {
 734                         list_locked = true;
 735                         mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 736                 }
 737         }
 738         if (ncp->nc_flag & NCF_HOTNEGATIVE) {
 739                 mtx_assert(&ncneg_hot.nl_lock, MA_OWNED);
 740                 TAILQ_REMOVE(&ncneg_hot.nl_list, ncp, nc_dst);
 741         } else {
 742                 mtx_assert(&neglist->nl_lock, MA_OWNED);
 743                 TAILQ_REMOVE(&neglist->nl_list, ncp, nc_dst);
 744         }
 745         if (list_locked)
 746                 mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 747         if (hot_locked)
 748                 mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
 749         atomic_subtract_rel_long(&numneg, 1);
 750 }
 751
 752 static void
 753 cache_negative_shrink_select(int start, struct namecache **ncpp,
 754     struct neglist **neglistpp)
 755 {
 756         struct neglist *neglist;
 757         struct namecache *ncp;
 758         int i;
 759
 760         *ncpp = ncp = NULL;
 761         neglist = NULL;
 762
 763         for (i = start; i < numneglists; i++) {
 764                 neglist = &neglists[i];
 765                 if (TAILQ_FIRST(&neglist->nl_list) == NULL)
 766                         continue;
 767                 mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 768                 ncp = TAILQ_FIRST(&neglist->nl_list);
 769                 if (ncp != NULL)
 770                         break;
 771                 mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 772         }
 773
 774         *neglistpp = neglist;
 775         *ncpp = ncp;
 776 }
 777
 778 static void
 779 cache_negative_zap_one(void)
 780 {
 781         struct namecache *ncp, *ncp2;
 782         struct neglist *neglist;
 783         struct mtx *dvlp;
 784         struct rwlock *blp;
 785
 786         if (!mtx_trylock(&ncneg_shrink_lock))
 787                 return;
 788
 789         mtx_lock(&ncneg_hot.nl_lock);
 790         ncp = TAILQ_FIRST(&ncneg_hot.nl_list);
 791         if (ncp != NULL) {
 792                 neglist = NCP2NEGLIST(ncp);
 793                 mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 794                 TAILQ_REMOVE(&ncneg_hot.nl_list, ncp, nc_dst);
 795                 TAILQ_INSERT_TAIL(&neglist->nl_list, ncp, nc_dst);
 796                 ncp->nc_flag &= ~NCF_HOTNEGATIVE;
 797                 mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 798         }
 799
 800         cache_negative_shrink_select(shrink_list_turn, &ncp, &neglist);
 801         shrink_list_turn++;
 802         if (shrink_list_turn == numneglists)
 803                 shrink_list_turn = 0;
 804         if (ncp == NULL && shrink_list_turn == 0)
 805                 cache_negative_shrink_select(shrink_list_turn, &ncp, &neglist);
 806         if (ncp == NULL) {
 807                 mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
 808                 goto out;
 809         }
 810
 811         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
 812         dvlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
 813         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
 814         mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 815         mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
 816         mtx_lock(dvlp);
 817         rw_wlock(blp);
 818         mtx_lock(&neglist->nl_lock);
 819         ncp2 = TAILQ_FIRST(&neglist->nl_list);
 820         if (ncp != ncp2 || dvlp != VP2VNODELOCK(ncp2->nc_dvp) ||
 821             blp != NCP2BUCKETLOCK(ncp2) || !(ncp2->nc_flag & NCF_NEGATIVE)) {
 822                 ncp = NULL;
 823                 goto out_unlock_all;
 824         }
 825         SDT_PROBE3(vfs, namecache, shrink_negative, done, ncp->nc_dvp,
 826             ncp->nc_name, ncp->nc_neghits);
 827
 828         cache_zap_locked(ncp, true);
 829 out_unlock_all:
 830         mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
 831         rw_wunlock(blp);
 832         mtx_unlock(dvlp);
 833 out:
 834         mtx_unlock(&ncneg_shrink_lock);
 835         cache_free(ncp);
 836 }
 837
 838 /*
 839  * cache_zap_locked():
 840  *
 841  *   Removes a namecache entry from cache, whether it contains an actual
 842  *   pointer to a vnode or if it is just a negative cache entry.
 843  */
 844 static void
 845 cache_zap_locked(struct namecache *ncp, bool neg_locked)
 846 {
 847
 848         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
 849                 cache_assert_vnode_locked(ncp->nc_vp);
 850         cache_assert_vnode_locked(ncp->nc_dvp);
 851         cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_WLOCKED);
 852
 853         CTR2(KTR_VFS, "cache_zap(%p) vp %p", ncp,
 854             (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE) ? NULL : ncp->nc_vp);
 855         LIST_REMOVE(ncp, nc_hash);
 856         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)) {
 857                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, zap, done, ncp->nc_dvp,
 858                     ncp->nc_name, ncp->nc_vp);
 859                 TAILQ_REMOVE(&ncp->nc_vp->v_cache_dst, ncp, nc_dst);
 860                 if (ncp == ncp->nc_vp->v_cache_dd)
 861                         ncp->nc_vp->v_cache_dd = NULL;
 862         } else {
 863                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, zap_negative, done, ncp->nc_dvp,
 864                     ncp->nc_name, ncp->nc_neghits);
 865                 cache_negative_remove(ncp, neg_locked);
 866         }
 867         if (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) {
 868                 if (ncp == ncp->nc_dvp->v_cache_dd)
 869                         ncp->nc_dvp->v_cache_dd = NULL;
 870         } else {
 871                 LIST_REMOVE(ncp, nc_src);
 872                 if (LIST_EMPTY(&ncp->nc_dvp->v_cache_src)) {
 873                         ncp->nc_flag |= NCF_DVDROP;
 874                         atomic_subtract_rel_long(&numcachehv, 1);
 875                 }
 876         }
 877         atomic_subtract_rel_long(&numcache, 1);
 878 }
 879
 880 static void
 881 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(struct namecache *ncp, struct vnode *vp)
 882 {
 883         struct rwlock *blp;
 884
 885         MPASS(ncp->nc_dvp == vp);
 886         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
 887         cache_assert_vnode_locked(vp);
 888
 889         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
 890         rw_wlock(blp);
 891         cache_zap_locked(ncp, false);
 892         rw_wunlock(blp);
 893 }
 894
 895 static bool
 896 cache_zap_locked_vnode_kl2(struct namecache *ncp, struct vnode *vp,
 897     struct mtx **vlpp)
 898 {
 899         struct mtx *pvlp, *vlp1, *vlp2, *to_unlock;
 900         struct rwlock *blp;
 901
 902         MPASS(vp == ncp->nc_dvp || vp == ncp->nc_vp);
 903         cache_assert_vnode_locked(vp);
 904
 905         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE) {
 906                 if (*vlpp != NULL) {
 907                         mtx_unlock(*vlpp);
 908                         *vlpp = NULL;
 909                 }
 910                 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(ncp, vp);
 911                 return (true);
 912         }
 913
 914         pvlp = VP2VNODELOCK(vp);
 915         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
 916         vlp1 = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
 917         vlp2 = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
 918
 919         if (*vlpp == vlp1 || *vlpp == vlp2) {
 920                 to_unlock = *vlpp;
 921                 *vlpp = NULL;
 922         } else {
 923                 if (*vlpp != NULL) {
 924                         mtx_unlock(*vlpp);
 925                         *vlpp = NULL;
 926                 }
 927                 cache_sort(&vlp1, &vlp2);
 928                 if (vlp1 == pvlp) {
 929                         mtx_lock(vlp2);
 930                         to_unlock = vlp2;
 931                 } else {
 932                         if (!mtx_trylock(vlp1))
 933                                 goto out_relock;
 934                         to_unlock = vlp1;
 935                 }
 936         }
 937         rw_wlock(blp);
 938         cache_zap_locked(ncp, false);
 939         rw_wunlock(blp);
 940         if (to_unlock != NULL)
 941                 mtx_unlock(to_unlock);
 942         return (true);
 943
 944 out_relock:
 945         mtx_unlock(vlp2);
 946         mtx_lock(vlp1);
 947         mtx_lock(vlp2);
 948         MPASS(*vlpp == NULL);
 949         *vlpp = vlp1;
 950         return (false);
 951 }
 952
 953 static int
 954 cache_zap_locked_vnode(struct namecache *ncp, struct vnode *vp)
 955 {
 956         struct mtx *pvlp, *vlp1, *vlp2, *to_unlock;
 957         struct rwlock *blp;
 958         int error = 0;
 959
 960         MPASS(vp == ncp->nc_dvp || vp == ncp->nc_vp);
 961         cache_assert_vnode_locked(vp);
 962
 963         pvlp = VP2VNODELOCK(vp);
 964         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE) {
 965                 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(ncp, vp);
 966                 goto out;
 967         }
 968
 969         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
 970         vlp1 = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
 971         vlp2 = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
 972         cache_sort(&vlp1, &vlp2);
 973         if (vlp1 == pvlp) {
 974                 mtx_lock(vlp2);
 975                 to_unlock = vlp2;
 976         } else {
 977                 if (!mtx_trylock(vlp1)) {
 978                         error = EAGAIN;
 979                         goto out;
 980                 }
 981                 to_unlock = vlp1;
 982         }
 983         rw_wlock(blp);
 984         cache_zap_locked(ncp, false);
 985         rw_wunlock(blp);
 986         mtx_unlock(to_unlock);
 987 out:
 988         mtx_unlock(pvlp);
 989         return (error);
 990 }
 991
 992 static int
 993 cache_zap_wlocked_bucket(struct namecache *ncp, struct rwlock *blp)
 994 {
 995         struct mtx *dvlp, *vlp;
 996
 997         cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_WLOCKED);
 998
 999         dvlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
1000         vlp = NULL;
1001         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
1002                 vlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
1003         if (cache_trylock_vnodes(dvlp, vlp) == 0) {
1004                 cache_zap_locked(ncp, false);
1005                 rw_wunlock(blp);
1006                 cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1007                 return (0);
1008         }
1009
1010         rw_wunlock(blp);
1011         return (EAGAIN);
1012 }
1013
1014 static int
1015 cache_zap_rlocked_bucket(struct namecache *ncp, struct rwlock *blp)
1016 {
1017         struct mtx *dvlp, *vlp;
1018
1019         cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_RLOCKED);
1020
1021         dvlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
1022         vlp = NULL;
1023         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
1024                 vlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
1025         if (cache_trylock_vnodes(dvlp, vlp) == 0) {
1026                 rw_runlock(blp);
1027                 rw_wlock(blp);
1028                 cache_zap_locked(ncp, false);
1029                 rw_wunlock(blp);
1030                 cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1031                 return (0);
1032         }
1033
1034         rw_runlock(blp);
1035         return (EAGAIN);
1036 }
1037
1038 static int
1039 cache_zap_wlocked_bucket_kl(struct namecache *ncp, struct rwlock *blp,
1040     struct mtx **vlpp1, struct mtx **vlpp2)
1041 {
1042         struct mtx *dvlp, *vlp;
1043
1044         cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_WLOCKED);
1045
1046         dvlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
1047         vlp = NULL;
1048         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
1049                 vlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
1050         cache_sort(&dvlp, &vlp);
1051
1052         if (*vlpp1 == dvlp && *vlpp2 == vlp) {
1053                 cache_zap_locked(ncp, false);
1054                 cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1055                 *vlpp1 = NULL;
1056                 *vlpp2 = NULL;
1057                 return (0);
1058         }
1059
1060         if (*vlpp1 != NULL)
1061                 mtx_unlock(*vlpp1);
1062         if (*vlpp2 != NULL)
1063                 mtx_unlock(*vlpp2);
1064         *vlpp1 = NULL;
1065         *vlpp2 = NULL;
1066
1067         if (cache_trylock_vnodes(dvlp, vlp) == 0) {
1068                 cache_zap_locked(ncp, false);
1069                 cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1070                 return (0);
1071         }
1072
1073         rw_wunlock(blp);
1074         *vlpp1 = dvlp;
1075         *vlpp2 = vlp;
1076         if (*vlpp1 != NULL)
1077                 mtx_lock(*vlpp1);
1078         mtx_lock(*vlpp2);
1079         rw_wlock(blp);
1080         return (EAGAIN);
1081 }
1082
1083 static void
1084 cache_lookup_unlock(struct rwlock *blp, struct mtx *vlp)
1085 {
1086
1087         if (blp != NULL) {
1088                 rw_runlock(blp);
1089         } else {
1090                 mtx_unlock(vlp);
1091         }
1092 }
1093
1094 static int __noinline
1095 cache_lookup_dot(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp, struct componentname *cnp,
1096     struct timespec *tsp, int *ticksp)
1097 {
1098         int ltype;
1099
1100         *vpp = dvp;
1101         CTR2(KTR_VFS, "cache_lookup(%p, %s) found via .",
1102                         dvp, cnp->cn_nameptr);
1103         counter_u64_add(dothits, 1);
1104         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ".", *vpp);
1105         if (tsp != NULL)
1106                 timespecclear(tsp);
1107         if (ticksp != NULL)
1108                 *ticksp = ticks;
1109         vrefact(*vpp);
1110         /*
1111          * When we lookup "." we still can be asked to lock it
1112          * differently...
1113          */
1114         ltype = cnp->cn_lkflags & LK_TYPE_MASK;
1115         if (ltype != VOP_ISLOCKED(*vpp)) {
1116                 if (ltype == LK_EXCLUSIVE) {
1117                         vn_lock(*vpp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1118                         if ((*vpp)->v_iflag & VI_DOOMED) {
1119                                 /* forced unmount */
1120                                 vrele(*vpp);
1121                                 *vpp = NULL;
1122                                 return (ENOENT);
1123                         }
1124                 } else
1125                         vn_lock(*vpp, LK_DOWNGRADE | LK_RETRY);
1126         }
1127         return (-1);
1128 }
1129
1130 static __noinline int
1131 cache_lookup_nomakeentry(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp,
1132     struct componentname *cnp, struct timespec *tsp, int *ticksp)
1133 {
1134         struct namecache *ncp;
1135         struct rwlock *blp;
1136         struct mtx *dvlp, *dvlp2;
1137         uint32_t hash;
1138         int error;
1139
1140         if (cnp->cn_namelen == 2 &&
1141             cnp->cn_nameptr[0] == '.' && cnp->cn_nameptr[1] == '.') {
1142                 counter_u64_add(dotdothits, 1);
1143                 dvlp = VP2VNODELOCK(dvp);
1144                 dvlp2 = NULL;
1145                 mtx_lock(dvlp);
1146 retry_dotdot:
1147                 ncp = dvp->v_cache_dd;
1148                 if (ncp == NULL) {
1149                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp,
1150                             "..", NULL);
1151                         mtx_unlock(dvlp);
1152                         if (dvlp2 != NULL)
1153                                 mtx_unlock(dvlp2);
1154                         return (0);
1155                 }
1156                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0) {
1157                         if (ncp->nc_dvp != dvp)
1158                                 panic("dvp %p v_cache_dd %p\n", dvp, ncp);
1159                         if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp,
1160                             dvp, &dvlp2))
1161                                 goto retry_dotdot;
1162                         MPASS(dvp->v_cache_dd == NULL);
1163                         mtx_unlock(dvlp);
1164                         if (dvlp2 != NULL)
1165                                 mtx_unlock(dvlp2);
1166                         cache_free(ncp);
1167                 } else {
1168                         dvp->v_cache_dd = NULL;
1169                         mtx_unlock(dvlp);
1170                         if (dvlp2 != NULL)
1171                                 mtx_unlock(dvlp2);
1172                 }
1173                 return (0);
1174         }
1175
1176         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen, dvp);
1177         blp = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1178 retry:
1179         if (LIST_EMPTY(NCHHASH(hash)))
1180                 goto out_no_entry;
1181
1182         rw_wlock(blp);
1183
1184         LIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1185                 counter_u64_add(numchecks, 1);
1186                 if (ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1187                     !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))
1188                         break;
1189         }
1190
1191         /* We failed to find an entry */
1192         if (ncp == NULL) {
1193                 rw_wunlock(blp);
1194                 goto out_no_entry;
1195         }
1196
1197         counter_u64_add(numposzaps, 1);
1198
1199         error = cache_zap_wlocked_bucket(ncp, blp);
1200         if (error != 0) {
1201                 zap_and_exit_bucket_fail++;
1202                 cache_maybe_yield();
1203                 goto retry;
1204         }
1205         cache_free(ncp);
1206         return (0);
1207 out_no_entry:
1208         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp, cnp->cn_nameptr, NULL);
1209         counter_u64_add(nummisszap, 1);
1210         return (0);
1211 }
1212
1213 /**
1214  * Lookup a name in the name cache
1215  *
1216  * # Arguments
1217  *
1218  * - dvp:       Parent directory in which to search.
1219  * - vpp:       Return argument.  Will contain desired vnode on cache hit.
1220  * - cnp:       Parameters of the name search.  The most interesting bits of
1221  *              the cn_flags field have the following meanings:
1222  *      - MAKEENTRY:    If clear, free an entry from the cache rather than look
1223  *                      it up.
1224  *      - ISDOTDOT:     Must be set if and only if cn_nameptr == ".."
1225  * - tsp:       Return storage for cache timestamp.  On a successful (positive
1226  *              or negative) lookup, tsp will be filled with any timespec that
1227  *              was stored when this cache entry was created.  However, it will
1228  *              be clear for "." entries.
1229  * - ticks:     Return storage for alternate cache timestamp.  On a successful
1230  *              (positive or negative) lookup, it will contain the ticks value
1231  *              that was current when the cache entry was created, unless cnp
1232  *              was ".".
1233  *
1234  * # Returns
1235  *
1236  * - -1:        A positive cache hit.  vpp will contain the desired vnode.
1237  * - ENOENT:    A negative cache hit, or dvp was recycled out from under us due
1238  *              to a forced unmount.  vpp will not be modified.  If the entry
1239  *              is a whiteout, then the ISWHITEOUT flag will be set in
1240  *              cnp->cn_flags.
1241  * - 0:         A cache miss.  vpp will not be modified.
1242  *
1243  * # Locking
1244  *
1245  * On a cache hit, vpp will be returned locked and ref'd.  If we're looking up
1246  * .., dvp is unlocked.  If we're looking up . an extra ref is taken, but the
1247  * lock is not recursively acquired.
1248  */
1249 int
1250 cache_lookup(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp, struct componentname *cnp,
1251     struct timespec *tsp, int *ticksp)
1252 {
1253         struct namecache_ts *ncp_ts;
1254         struct namecache *ncp;
1255         struct rwlock *blp;
1256         struct mtx *dvlp;
1257         uint32_t hash;
1258         enum vgetstate vs;
1259         int error, ltype;
1260
1261         if (__predict_false(!doingcache)) {
1262                 cnp->cn_flags &= ~MAKEENTRY;
1263                 return (0);
1264         }
1265
1266         counter_u64_add(numcalls, 1);
1267
1268         if (__predict_false(cnp->cn_namelen == 1 && cnp->cn_nameptr[0] == '.'))
1269                 return (cache_lookup_dot(dvp, vpp, cnp, tsp, ticksp));
1270
1271         if ((cnp->cn_flags & MAKEENTRY) == 0)
1272                 return (cache_lookup_nomakeentry(dvp, vpp, cnp, tsp, ticksp));
1273
1274 retry:
1275         blp = NULL;
1276         dvlp = NULL;
1277         error = 0;
1278         if (cnp->cn_namelen == 2 &&
1279             cnp->cn_nameptr[0] == '.' && cnp->cn_nameptr[1] == '.') {
1280                 counter_u64_add(dotdothits, 1);
1281                 dvlp = VP2VNODELOCK(dvp);
1282                 mtx_lock(dvlp);
1283                 ncp = dvp->v_cache_dd;
1284                 if (ncp == NULL) {
1285                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp,
1286                             "..", NULL);
1287                         mtx_unlock(dvlp);
1288                         return (0);
1289                 }
1290                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0) {
1291                         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1292                                 *vpp = NULL;
1293                         else
1294                                 *vpp = ncp->nc_vp;
1295                 } else
1296                         *vpp = ncp->nc_dvp;
1297                 /* Return failure if negative entry was found. */
1298                 if (*vpp == NULL)
1299                         goto negative_success;
1300                 CTR3(KTR_VFS, "cache_lookup(%p, %s) found %p via ..",
1301                     dvp, cnp->cn_nameptr, *vpp);
1302                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, "..",
1303                     *vpp);
1304                 cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1305                 if ((ncp->nc_flag & (NCF_ISDOTDOT | NCF_DTS)) ==
1306                     NCF_DTS && tsp != NULL) {
1307                         ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
1308                         *tsp = ncp_ts->nc_dotdottime;
1309                 }
1310                 goto success;
1311         }
1312
1313         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen, dvp);
1314         blp = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1315         rw_rlock(blp);
1316
1317         LIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1318                 counter_u64_add(numchecks, 1);
1319                 if (ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1320                     !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))
1321                         break;
1322         }
1323
1324         /* We failed to find an entry */
1325         if (ncp == NULL) {
1326                 rw_runlock(blp);
1327                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp, cnp->cn_nameptr,
1328                     NULL);
1329                 counter_u64_add(nummiss, 1);
1330                 return (0);
1331         }
1332
1333         /* We found a "positive" match, return the vnode */
1334         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)) {
1335                 counter_u64_add(numposhits, 1);
1336                 *vpp = ncp->nc_vp;
1337                 CTR4(KTR_VFS, "cache_lookup(%p, %s) found %p via ncp %p",
1338                     dvp, cnp->cn_nameptr, *vpp, ncp);
1339                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ncp->nc_name,
1340                     *vpp);
1341                 cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1342                 goto success;
1343         }
1344
1345 negative_success:
1346         /* We found a negative match, and want to create it, so purge */
1347         if (cnp->cn_nameiop == CREATE) {
1348                 counter_u64_add(numnegzaps, 1);
1349                 goto zap_and_exit;
1350         }
1351
1352         counter_u64_add(numneghits, 1);
1353         cache_negative_hit(ncp);
1354         if (ncp->nc_flag & NCF_WHITE)
1355                 cnp->cn_flags |= ISWHITEOUT;
1356         SDT_PROBE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative, dvp,
1357             ncp->nc_name);
1358         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1359         cache_lookup_unlock(blp, dvlp);
1360         return (ENOENT);
1361
1362 success:
1363         /*
1364          * On success we return a locked and ref'd vnode as per the lookup
1365          * protocol.
1366          */
1367         MPASS(dvp != *vpp);
1368         ltype = 0;      /* silence gcc warning */
1369         if (cnp->cn_flags & ISDOTDOT) {
1370                 ltype = VOP_ISLOCKED(dvp);
1371                 VOP_UNLOCK(dvp, 0);
1372         }
1373         vs = vget_prep(*vpp);
1374         cache_lookup_unlock(blp, dvlp);
1375         error = vget_finish(*vpp, cnp->cn_lkflags, vs);
1376         if (cnp->cn_flags & ISDOTDOT) {
1377                 vn_lock(dvp, ltype | LK_RETRY);
1378                 if (dvp->v_iflag & VI_DOOMED) {
1379                         if (error == 0)
1380                                 vput(*vpp);
1381                         *vpp = NULL;
1382                         return (ENOENT);
1383                 }
1384         }
1385         if (error) {
1386                 *vpp = NULL;
1387                 goto retry;
1388         }
1389         if ((cnp->cn_flags & ISLASTCN) &&
1390             (cnp->cn_lkflags & LK_TYPE_MASK) == LK_EXCLUSIVE) {
1391                 ASSERT_VOP_ELOCKED(*vpp, "cache_lookup");
1392         }
1393         return (-1);
1394
1395 zap_and_exit:
1396         if (blp != NULL)
1397                 error = cache_zap_rlocked_bucket(ncp, blp);
1398         else
1399                 error = cache_zap_locked_vnode(ncp, dvp);
1400         if (error != 0) {
1401                 zap_and_exit_bucket_fail++;
1402                 cache_maybe_yield();
1403                 goto retry;
1404         }
1405         cache_free(ncp);
1406         return (0);
1407 }
1408
1409 struct celockstate {
1410         struct mtx *vlp[3];
1411         struct rwlock *blp[2];
1412 };
1413 CTASSERT((nitems(((struct celockstate *)0)->vlp) == 3));
1414 CTASSERT((nitems(((struct celockstate *)0)->blp) == 2));
1415
1416 static inline void
1417 cache_celockstate_init(struct celockstate *cel)
1418 {
1419
1420         bzero(cel, sizeof(*cel));
1421 }
1422
1423 static void
1424 cache_lock_vnodes_cel(struct celockstate *cel, struct vnode *vp,
1425     struct vnode *dvp)
1426 {
1427         struct mtx *vlp1, *vlp2;
1428
1429         MPASS(cel->vlp[0] == NULL);
1430         MPASS(cel->vlp[1] == NULL);
1431         MPASS(cel->vlp[2] == NULL);
1432
1433         MPASS(vp != NULL || dvp != NULL);
1434
1435         vlp1 = VP2VNODELOCK(vp);
1436         vlp2 = VP2VNODELOCK(dvp);
1437         cache_sort(&vlp1, &vlp2);
1438
1439         if (vlp1 != NULL) {
1440                 mtx_lock(vlp1);
1441                 cel->vlp[0] = vlp1;
1442         }
1443         mtx_lock(vlp2);
1444         cel->vlp[1] = vlp2;
1445 }
1446
1447 static void
1448 cache_unlock_vnodes_cel(struct celockstate *cel)
1449 {
1450
1451         MPASS(cel->vlp[0] != NULL || cel->vlp[1] != NULL);
1452
1453         if (cel->vlp[0] != NULL)
1454                 mtx_unlock(cel->vlp[0]);
1455         if (cel->vlp[1] != NULL)
1456                 mtx_unlock(cel->vlp[1]);
1457         if (cel->vlp[2] != NULL)
1458                 mtx_unlock(cel->vlp[2]);
1459 }
1460
1461 static bool
1462 cache_lock_vnodes_cel_3(struct celockstate *cel, struct vnode *vp)
1463 {
1464         struct mtx *vlp;
1465         bool ret;
1466
1467         cache_assert_vlp_locked(cel->vlp[0]);
1468         cache_assert_vlp_locked(cel->vlp[1]);
1469         MPASS(cel->vlp[2] == NULL);
1470
1471         MPASS(vp != NULL);
1472         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
1473
1474         ret = true;
1475         if (vlp >= cel->vlp[1]) {
1476                 mtx_lock(vlp);
1477         } else {
1478                 if (mtx_trylock(vlp))
1479                         goto out;
1480                 cache_lock_vnodes_cel_3_failures++;
1481                 cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1482                 if (vlp < cel->vlp[0]) {
1483                         mtx_lock(vlp);
1484                         mtx_lock(cel->vlp[0]);
1485                         mtx_lock(cel->vlp[1]);
1486                 } else {
1487                         if (cel->vlp[0] != NULL)
1488                                 mtx_lock(cel->vlp[0]);
1489                         mtx_lock(vlp);
1490                         mtx_lock(cel->vlp[1]);
1491                 }
1492                 ret = false;
1493         }
1494 out:
1495         cel->vlp[2] = vlp;
1496         return (ret);
1497 }
1498
1499 static void
1500 cache_lock_buckets_cel(struct celockstate *cel, struct rwlock *blp1,
1501     struct rwlock *blp2)
1502 {
1503
1504         MPASS(cel->blp[0] == NULL);
1505         MPASS(cel->blp[1] == NULL);
1506
1507         cache_sort(&blp1, &blp2);
1508
1509         if (blp1 != NULL) {
1510                 rw_wlock(blp1);
1511                 cel->blp[0] = blp1;
1512         }
1513         rw_wlock(blp2);
1514         cel->blp[1] = blp2;
1515 }
1516
1517 static void
1518 cache_unlock_buckets_cel(struct celockstate *cel)
1519 {
1520
1521         if (cel->blp[0] != NULL)
1522                 rw_wunlock(cel->blp[0]);
1523         rw_wunlock(cel->blp[1]);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Lock part of the cache affected by the insertion.
1528  *
1529  * This means vnodelocks for dvp, vp and the relevant bucketlock.
1530  * However, insertion can result in removal of an old entry. In this
1531  * case we have an additional vnode and bucketlock pair to lock. If the
1532  * entry is negative, ncelock is locked instead of the vnode.
1533  *
1534  * That is, in the worst case we have to lock 3 vnodes and 2 bucketlocks, while
1535  * preserving the locking order (smaller address first).
1536  */
1537 static void
1538 cache_enter_lock(struct celockstate *cel, struct vnode *dvp, struct vnode *vp,
1539     uint32_t hash)
1540 {
1541         struct namecache *ncp;
1542         struct rwlock *blps[2];
1543
1544         blps[0] = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1545         for (;;) {
1546                 blps[1] = NULL;
1547                 cache_lock_vnodes_cel(cel, dvp, vp);
1548                 if (vp == NULL || vp->v_type != VDIR)
1549                         break;
1550                 ncp = vp->v_cache_dd;
1551                 if (ncp == NULL)
1552                         break;
1553                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
1554                         break;
1555                 MPASS(ncp->nc_dvp == vp);
1556                 blps[1] = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1557                 if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1558                         break;
1559                 if (cache_lock_vnodes_cel_3(cel, ncp->nc_vp))
1560                         break;
1561                 /*
1562                  * All vnodes got re-locked. Re-validate the state and if
1563                  * nothing changed we are done. Otherwise restart.
1564                  */
1565                 if (ncp == vp->v_cache_dd &&
1566                     (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0 &&
1567                     blps[1] == NCP2BUCKETLOCK(ncp) &&
1568                     VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp) == cel->vlp[2])
1569                         break;
1570                 cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1571                 cel->vlp[0] = NULL;
1572                 cel->vlp[1] = NULL;
1573                 cel->vlp[2] = NULL;
1574         }
1575         cache_lock_buckets_cel(cel, blps[0], blps[1]);
1576 }
1577
1578 static void
1579 cache_enter_lock_dd(struct celockstate *cel, struct vnode *dvp, struct vnode *vp,
1580     uint32_t hash)
1581 {
1582         struct namecache *ncp;
1583         struct rwlock *blps[2];
1584
1585         blps[0] = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1586         for (;;) {
1587                 blps[1] = NULL;
1588                 cache_lock_vnodes_cel(cel, dvp, vp);
1589                 ncp = dvp->v_cache_dd;
1590                 if (ncp == NULL)
1591                         break;
1592                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
1593                         break;
1594                 MPASS(ncp->nc_dvp == dvp);
1595                 blps[1] = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1596                 if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1597                         break;
1598                 if (cache_lock_vnodes_cel_3(cel, ncp->nc_vp))
1599                         break;
1600                 if (ncp == dvp->v_cache_dd &&
1601                     (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0 &&
1602                     blps[1] == NCP2BUCKETLOCK(ncp) &&
1603                     VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp) == cel->vlp[2])
1604                         break;
1605                 cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1606                 cel->vlp[0] = NULL;
1607                 cel->vlp[1] = NULL;
1608                 cel->vlp[2] = NULL;
1609         }
1610         cache_lock_buckets_cel(cel, blps[0], blps[1]);
1611 }
1612
1613 static void
1614 cache_enter_unlock(struct celockstate *cel)
1615 {
1616
1617         cache_unlock_buckets_cel(cel);
1618         cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * Add an entry to the cache.
1623  */
1624 void
1625 cache_enter_time(struct vnode *dvp, struct vnode *vp, struct componentname *cnp,
1626     struct timespec *tsp, struct timespec *dtsp)
1627 {
1628         struct celockstate cel;
1629         struct namecache *ncp, *n2, *ndd;
1630         struct namecache_ts *ncp_ts, *n2_ts;
1631         struct nchashhead *ncpp;
1632         struct neglist *neglist;
1633         uint32_t hash;
1634         int flag;
1635         int len;
1636         bool neg_locked;
1637         u_long lnumcache;
1638
1639         CTR3(KTR_VFS, "cache_enter(%p, %p, %s)", dvp, vp, cnp->cn_nameptr);
1640         VNASSERT(vp == NULL || (vp->v_iflag & VI_DOOMED) == 0, vp,
1641             ("cache_enter: Adding a doomed vnode"));
1642         VNASSERT(dvp == NULL || (dvp->v_iflag & VI_DOOMED) == 0, dvp,
1643             ("cache_enter: Doomed vnode used as src"));
1644
1645         if (__predict_false(!doingcache))
1646                 return;
1647
1648         /*
1649          * Avoid blowout in namecache entries.
1650          */
1651         lnumcache = atomic_fetchadd_long(&numcache, 1) + 1;
1652         if (__predict_false(lnumcache >= desiredvnodes * ncsizefactor)) {
1653                 atomic_add_long(&numcache, -1);
1654                 return;
1655         }
1656
1657         cache_celockstate_init(&cel);
1658         ndd = NULL;
1659         ncp_ts = NULL;
1660         flag = 0;
1661         if (cnp->cn_nameptr[0] == '.') {
1662                 if (cnp->cn_namelen == 1)
1663                         return;
1664                 if (cnp->cn_namelen == 2 && cnp->cn_nameptr[1] == '.') {
1665                         len = cnp->cn_namelen;
1666                         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, len, dvp);
1667                         cache_enter_lock_dd(&cel, dvp, vp, hash);
1668                         /*
1669                          * If dotdot entry already exists, just retarget it
1670                          * to new parent vnode, otherwise continue with new
1671                          * namecache entry allocation.
1672                          */
1673                         if ((ncp = dvp->v_cache_dd) != NULL &&
1674                             ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) {
1675                                 KASSERT(ncp->nc_dvp == dvp,
1676                                     ("wrong isdotdot parent"));
1677                                 neg_locked = false;
1678                                 if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE || vp == NULL) {
1679                                         neglist = NCP2NEGLIST(ncp);
1680                                         mtx_lock(&ncneg_hot.nl_lock);
1681                                         mtx_lock(&neglist->nl_lock);
1682                                         neg_locked = true;
1683                                 }
1684                                 if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)) {
1685                                         TAILQ_REMOVE(&ncp->nc_vp->v_cache_dst,
1686                                             ncp, nc_dst);
1687                                 } else {
1688                                         cache_negative_remove(ncp, true);
1689                                 }
1690                                 if (vp != NULL) {
1691                                         TAILQ_INSERT_HEAD(&vp->v_cache_dst,
1692                                             ncp, nc_dst);
1693                                         ncp->nc_flag &= ~(NCF_NEGATIVE|NCF_HOTNEGATIVE);
1694                                 } else {
1695                                         ncp->nc_flag &= ~(NCF_HOTNEGATIVE);
1696                                         ncp->nc_flag |= NCF_NEGATIVE;
1697                                         cache_negative_insert(ncp, true);
1698                                 }
1699                                 if (neg_locked) {
1700                                         mtx_unlock(&neglist->nl_lock);
1701                                         mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
1702                                 }
1703                                 ncp->nc_vp = vp;
1704                                 cache_enter_unlock(&cel);
1705                                 return;
1706                         }
1707                         dvp->v_cache_dd = NULL;
1708                         cache_enter_unlock(&cel);
1709                         cache_celockstate_init(&cel);
1710                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, enter, done, dvp, "..", vp);
1711                         flag = NCF_ISDOTDOT;
1712                 }
1713         }
1714
1715         /*
1716          * Calculate the hash key and setup as much of the new
1717          * namecache entry as possible before acquiring the lock.
1718          */
1719         ncp = cache_alloc(cnp->cn_namelen, tsp != NULL);
1720         ncp->nc_flag = flag;
1721         ncp->nc_vp = vp;
1722         if (vp == NULL)
1723                 ncp->nc_flag |= NCF_NEGATIVE;
1724         ncp->nc_dvp = dvp;
1725         if (tsp != NULL) {
1726                 ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
1727                 ncp_ts->nc_time = *tsp;
1728                 ncp_ts->nc_ticks = ticks;
1729                 ncp_ts->nc_nc.nc_flag |= NCF_TS;
1730                 if (dtsp != NULL) {
1731                         ncp_ts->nc_dotdottime = *dtsp;
1732                         ncp_ts->nc_nc.nc_flag |= NCF_DTS;
1733                 }
1734         }
1735         len = ncp->nc_nlen = cnp->cn_namelen;
1736         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, len, dvp);
1737         strlcpy(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, len + 1);
1738         cache_enter_lock(&cel, dvp, vp, hash);
1739
1740         /*
1741          * See if this vnode or negative entry is already in the cache
1742          * with this name.  This can happen with concurrent lookups of
1743          * the same path name.
1744          */
1745         ncpp = NCHHASH(hash);
1746         LIST_FOREACH(n2, ncpp, nc_hash) {
1747                 if (n2->nc_dvp == dvp &&
1748                     n2->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1749                     !bcmp(n2->nc_name, cnp->cn_nameptr, n2->nc_nlen)) {
1750                         if (tsp != NULL) {
1751                                 KASSERT((n2->nc_flag & NCF_TS) != 0,
1752                                     ("no NCF_TS"));
1753                                 n2_ts = __containerof(n2, struct namecache_ts, nc_nc);
1754                                 n2_ts->nc_time = ncp_ts->nc_time;
1755                                 n2_ts->nc_ticks = ncp_ts->nc_ticks;
1756                                 if (dtsp != NULL) {
1757                                         n2_ts->nc_dotdottime = ncp_ts->nc_dotdottime;
1758                                         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1759                                                 mtx_lock(&ncneg_hot.nl_lock);
1760                                         n2_ts->nc_nc.nc_flag |= NCF_DTS;
1761                                         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1762                                                 mtx_unlock(&ncneg_hot.nl_lock);
1763                                 }
1764                         }
1765                         goto out_unlock_free;
1766                 }
1767         }
1768
1769         if (flag == NCF_ISDOTDOT) {
1770                 /*
1771                  * See if we are trying to add .. entry, but some other lookup
1772                  * has populated v_cache_dd pointer already.
1773                  */
1774                 if (dvp->v_cache_dd != NULL)
1775                         goto out_unlock_free;
1776                 KASSERT(vp == NULL || vp->v_type == VDIR,
1777                     ("wrong vnode type %p", vp));
1778                 dvp->v_cache_dd = ncp;
1779         }
1780
1781         if (vp != NULL) {
1782                 if (vp->v_type == VDIR) {
1783                         if (flag != NCF_ISDOTDOT) {
1784                                 /*
1785                                  * For this case, the cache entry maps both the
1786                                  * directory name in it and the name ".." for the
1787                                  * directory's parent.
1788                                  */
1789                                 if ((ndd = vp->v_cache_dd) != NULL) {
1790                                         if ((ndd->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0)
1791                                                 cache_zap_locked(ndd, false);
1792                                         else
1793                                                 ndd = NULL;
1794                                 }
1795                                 vp->v_cache_dd = ncp;
1796                         }
1797                 } else {
1798                         vp->v_cache_dd = NULL;
1799                 }
1800         }
1801
1802         if (flag != NCF_ISDOTDOT) {
1803                 if (LIST_EMPTY(&dvp->v_cache_src)) {
1804                         vhold(dvp);
1805                         atomic_add_rel_long(&numcachehv, 1);
1806                 }
1807                 LIST_INSERT_HEAD(&dvp->v_cache_src, ncp, nc_src);
1808         }
1809
1810         /*
1811          * Insert the new namecache entry into the appropriate chain
1812          * within the cache entries table.
1813          */
1814         LIST_INSERT_HEAD(ncpp, ncp, nc_hash);
1815
1816         /*
1817          * If the entry is "negative", we place it into the
1818          * "negative" cache queue, otherwise, we place it into the
1819          * destination vnode's cache entries queue.
1820          */
1821         if (vp != NULL) {
1822                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vp->v_cache_dst, ncp, nc_dst);
1823                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, enter, done, dvp, ncp->nc_name,
1824                     vp);
1825         } else {
1826                 if (cnp->cn_flags & ISWHITEOUT)
1827                         ncp->nc_flag |= NCF_WHITE;
1828                 cache_negative_insert(ncp, false);
1829                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, enter_negative, done, dvp,
1830                     ncp->nc_name);
1831         }
1832         cache_enter_unlock(&cel);
1833         if (numneg * ncnegfactor > lnumcache)
1834                 cache_negative_zap_one();
1835         cache_free(ndd);
1836         return;
1837 out_unlock_free:
1838         cache_enter_unlock(&cel);
1839         cache_free(ncp);
1840         return;
1841 }
1842
1843 static u_int
1844 cache_roundup_2(u_int val)
1845 {
1846         u_int res;
1847
1848         for (res = 1; res <= val; res <<= 1)
1849                 continue;
1850
1851         return (res);
1852 }
1853
1854 /*
1855  * Name cache initialization, from vfs_init() when we are booting
1856  */
1857 static void
1858 nchinit(void *dummy __unused)
1859 {
1860         u_int i;
1861
1862         cache_zone_small = uma_zcreate("S VFS Cache",
1863             sizeof(struct namecache) + CACHE_PATH_CUTOFF + 1,
1864             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGNOF(struct namecache),
1865             UMA_ZONE_ZINIT);
1866         cache_zone_small_ts = uma_zcreate("STS VFS Cache",
1867             sizeof(struct namecache_ts) + CACHE_PATH_CUTOFF + 1,
1868             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGNOF(struct namecache_ts),
1869             UMA_ZONE_ZINIT);
1870         cache_zone_large = uma_zcreate("L VFS Cache",
1871             sizeof(struct namecache) + NAME_MAX + 1,
1872             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGNOF(struct namecache),
1873             UMA_ZONE_ZINIT);
1874         cache_zone_large_ts = uma_zcreate("LTS VFS Cache",
1875             sizeof(struct namecache_ts) + NAME_MAX + 1,
1876             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGNOF(struct namecache_ts),
1877             UMA_ZONE_ZINIT);
1878
1879         nchashtbl = hashinit(desiredvnodes * 2, M_VFSCACHE, &nchash);
1880         ncbuckethash = cache_roundup_2(mp_ncpus * 64) - 1;
1881         if (ncbuckethash > nchash)
1882                 ncbuckethash = nchash;
1883         bucketlocks = malloc(sizeof(*bucketlocks) * numbucketlocks, M_VFSCACHE,
1884             M_WAITOK | M_ZERO);
1885         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++)
1886                 rw_init_flags(&bucketlocks[i], "ncbuc", RW_DUPOK | RW_RECURSE);
1887         ncvnodehash = cache_roundup_2(mp_ncpus * 64) - 1;
1888         vnodelocks = malloc(sizeof(*vnodelocks) * numvnodelocks, M_VFSCACHE,
1889             M_WAITOK | M_ZERO);
1890         for (i = 0; i < numvnodelocks; i++)
1891                 mtx_init(&vnodelocks[i], "ncvn", NULL, MTX_DUPOK | MTX_RECURSE);
1892         ncpurgeminvnodes = numbucketlocks;
1893
1894         ncneghash = 3;
1895         neglists = malloc(sizeof(*neglists) * numneglists, M_VFSCACHE,
1896             M_WAITOK | M_ZERO);
1897         for (i = 0; i < numneglists; i++) {
1898                 mtx_init(&neglists[i].nl_lock, "ncnegl", NULL, MTX_DEF);
1899                 TAILQ_INIT(&neglists[i].nl_list);
1900         }
1901         mtx_init(&ncneg_hot.nl_lock, "ncneglh", NULL, MTX_DEF);
1902         TAILQ_INIT(&ncneg_hot.nl_list);
1903
1904         mtx_init(&ncneg_shrink_lock, "ncnegs", NULL, MTX_DEF);
1905
1906         numcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1907         dothits = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1908         dotdothits = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1909         numchecks = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1910         nummiss = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1911         nummisszap = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1912         numposzaps = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1913         numposhits = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1914         numnegzaps = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1915         numneghits = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1916         numfullpathcalls = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1917         numfullpathfail1 = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1918         numfullpathfail2 = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1919         numfullpathfail4 = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1920         numfullpathfound = counter_u64_alloc(M_WAITOK);
1921 }
1922 SYSINIT(vfs, SI_SUB_VFS, SI_ORDER_SECOND, nchinit, NULL);
1923
1924 void
1925 cache_changesize(int newmaxvnodes)
1926 {
1927         struct nchashhead *new_nchashtbl, *old_nchashtbl;
1928         u_long new_nchash, old_nchash;
1929         struct namecache *ncp;
1930         uint32_t hash;
1931         int i;
1932
1933         newmaxvnodes = cache_roundup_2(newmaxvnodes * 2);
1934         if (newmaxvnodes < numbucketlocks)
1935                 newmaxvnodes = numbucketlocks;
1936
1937         new_nchashtbl = hashinit(newmaxvnodes, M_VFSCACHE, &new_nchash);
1938         /* If same hash table size, nothing to do */
1939         if (nchash == new_nchash) {
1940                 free(new_nchashtbl, M_VFSCACHE);
1941                 return;
1942         }
1943         /*
1944          * Move everything from the old hash table to the new table.
1945          * None of the namecache entries in the table can be removed
1946          * because to do so, they have to be removed from the hash table.
1947          */
1948         cache_lock_all_vnodes();
1949         cache_lock_all_buckets();
1950         old_nchashtbl = nchashtbl;
1951         old_nchash = nchash;
1952         nchashtbl = new_nchashtbl;
1953         nchash = new_nchash;
1954         for (i = 0; i <= old_nchash; i++) {
1955                 while ((ncp = LIST_FIRST(&old_nchashtbl[i])) != NULL) {
1956                         hash = cache_get_hash(ncp->nc_name, ncp->nc_nlen,
1957                             ncp->nc_dvp);
1958                         LIST_REMOVE(ncp, nc_hash);
1959                         LIST_INSERT_HEAD(NCHHASH(hash), ncp, nc_hash);
1960                 }
1961         }
1962         cache_unlock_all_buckets();
1963         cache_unlock_all_vnodes();
1964         free(old_nchashtbl, M_VFSCACHE);
1965 }
1966
1967 /*
1968  * Invalidate all entries from and to a particular vnode.
1969  */
1970 void
1971 cache_purge(struct vnode *vp)
1972 {
1973         TAILQ_HEAD(, namecache) ncps;
1974         struct namecache *ncp, *nnp;
1975         struct mtx *vlp, *vlp2;
1976
1977         CTR1(KTR_VFS, "cache_purge(%p)", vp);
1978         SDT_PROBE1(vfs, namecache, purge, done, vp);
1979         if (LIST_EMPTY(&vp->v_cache_src) && TAILQ_EMPTY(&vp->v_cache_dst) &&
1980             vp->v_cache_dd == NULL)
1981                 return;
1982         TAILQ_INIT(&ncps);
1983         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
1984         vlp2 = NULL;
1985         mtx_lock(vlp);
1986 retry:
1987         while (!LIST_EMPTY(&vp->v_cache_src)) {
1988                 ncp = LIST_FIRST(&vp->v_cache_src);
1989                 if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, vp, &vlp2))
1990                         goto retry;
1991                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
1992         }
1993         while (!TAILQ_EMPTY(&vp->v_cache_dst)) {
1994                 ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_cache_dst);
1995                 if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, vp, &vlp2))
1996                         goto retry;
1997                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
1998         }
1999         ncp = vp->v_cache_dd;
2000         if (ncp != NULL) {
2001                 KASSERT(ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT,
2002                    ("lost dotdot link"));
2003                 if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, vp, &vlp2))
2004                         goto retry;
2005                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
2006         }
2007         KASSERT(vp->v_cache_dd == NULL, ("incomplete purge"));
2008         mtx_unlock(vlp);
2009         if (vlp2 != NULL)
2010                 mtx_unlock(vlp2);
2011         TAILQ_FOREACH_SAFE(ncp, &ncps, nc_dst, nnp) {
2012                 cache_free(ncp);
2013         }
2014 }
2015
2016 /*
2017  * Invalidate all negative entries for a particular directory vnode.
2018  */
2019 void
2020 cache_purge_negative(struct vnode *vp)
2021 {
2022         TAILQ_HEAD(, namecache) ncps;
2023         struct namecache *ncp, *nnp;
2024         struct mtx *vlp;
2025
2026         CTR1(KTR_VFS, "cache_purge_negative(%p)", vp);
2027         SDT_PROBE1(vfs, namecache, purge_negative, done, vp);
2028         if (LIST_EMPTY(&vp->v_cache_src))
2029                 return;
2030         TAILQ_INIT(&ncps);
2031         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
2032         mtx_lock(vlp);
2033         LIST_FOREACH_SAFE(ncp, &vp->v_cache_src, nc_src, nnp) {
2034                 if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
2035                         continue;
2036                 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(ncp, vp);
2037                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
2038         }
2039         mtx_unlock(vlp);
2040         TAILQ_FOREACH_SAFE(ncp, &ncps, nc_dst, nnp) {
2041                 cache_free(ncp);
2042         }
2043 }
2044
2045 /*
2046  * Flush all entries referencing a particular filesystem.
2047  */
2048 void
2049 cache_purgevfs(struct mount *mp, bool force)
2050 {
2051         TAILQ_HEAD(, namecache) ncps;
2052         struct mtx *vlp1, *vlp2;
2053         struct rwlock *blp;
2054         struct nchashhead *bucket;
2055         struct namecache *ncp, *nnp;
2056         u_long i, j, n_nchash;
2057         int error;
2058
2059         /* Scan hash tables for applicable entries */
2060         SDT_PROBE1(vfs, namecache, purgevfs, done, mp);
2061         if (!force && mp->mnt_nvnodelistsize <= ncpurgeminvnodes)
2062                 return;
2063         TAILQ_INIT(&ncps);
2064         n_nchash = nchash + 1;
2065         vlp1 = vlp2 = NULL;
2066         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++) {
2067                 blp = (struct rwlock *)&bucketlocks[i];
2068                 rw_wlock(blp);
2069                 for (j = i; j < n_nchash; j += numbucketlocks) {
2070 retry:
2071                         bucket = &nchashtbl[j];
2072                         LIST_FOREACH_SAFE(ncp, bucket, nc_hash, nnp) {
2073                                 cache_assert_bucket_locked(ncp, RA_WLOCKED);
2074                                 if (ncp->nc_dvp->v_mount != mp)
2075                                         continue;
2076                                 error = cache_zap_wlocked_bucket_kl(ncp, blp,
2077                                     &vlp1, &vlp2);
2078                                 if (error != 0)
2079                                         goto retry;
2080                                 TAILQ_INSERT_HEAD(&ncps, ncp, nc_dst);
2081                         }
2082                 }
2083                 rw_wunlock(blp);
2084                 if (vlp1 == NULL && vlp2 == NULL)
2085                         cache_maybe_yield();
2086         }
2087         if (vlp1 != NULL)
2088                 mtx_unlock(vlp1);
2089         if (vlp2 != NULL)
2090                 mtx_unlock(vlp2);
2091
2092         TAILQ_FOREACH_SAFE(ncp, &ncps, nc_dst, nnp) {
2093                 cache_free(ncp);
2094         }
2095 }
2096
2097 /*
2098  * Perform canonical checks and cache lookup and pass on to filesystem
2099  * through the vop_cachedlookup only if needed.
2100  */
2101
2102 int
2103 vfs_cache_lookup(struct vop_lookup_args *ap)
2104 {
2105         struct vnode *dvp;
2106         int error;
2107         struct vnode **vpp = ap->a_vpp;
2108         struct componentname *cnp = ap->a_cnp;
2109         struct ucred *cred = cnp->cn_cred;
2110         int flags = cnp->cn_flags;
2111         struct thread *td = cnp->cn_thread;
2112
2113         *vpp = NULL;
2114         dvp = ap->a_dvp;
2115
2116         if (dvp->v_type != VDIR)
2117                 return (ENOTDIR);
2118
2119         if ((flags & ISLASTCN) && (dvp->v_mount->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
2120             (cnp->cn_nameiop == DELETE || cnp->cn_nameiop == RENAME))
2121                 return (EROFS);
2122
2123         error = VOP_ACCESS(dvp, VEXEC, cred, td);
2124         if (error)
2125                 return (error);
2126
2127         error = cache_lookup(dvp, vpp, cnp, NULL, NULL);
2128         if (error == 0)
2129                 return (VOP_CACHEDLOOKUP(dvp, vpp, cnp));
2130         if (error == -1)
2131                 return (0);
2132         return (error);
2133 }
2134
2135 /*
2136  * XXX All of these sysctls would probably be more productive dead.
2137  */
2138 static int __read_mostly disablecwd;
2139 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, disablecwd, CTLFLAG_RW, &disablecwd, 0,
2140    "Disable the getcwd syscall");
2141
2142 /* Implementation of the getcwd syscall. */
2143 int
2144 sys___getcwd(struct thread *td, struct __getcwd_args *uap)
2145 {
2146
2147         return (kern___getcwd(td, uap->buf, UIO_USERSPACE, uap->buflen,
2148             MAXPATHLEN));
2149 }
2150
2151 int
2152 kern___getcwd(struct thread *td, char *buf, enum uio_seg bufseg, size_t buflen,
2153     size_t path_max)
2154 {
2155         char *bp, *tmpbuf;
2156         struct filedesc *fdp;
2157         struct vnode *cdir, *rdir;
2158         int error;
2159
2160         if (__predict_false(disablecwd))
2161                 return (ENODEV);
2162         if (__predict_false(buflen < 2))
2163                 return (EINVAL);
2164         if (buflen > path_max)
2165                 buflen = path_max;
2166
2167         tmpbuf = malloc(buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
2168         fdp = td->td_proc->p_fd;
2169         FILEDESC_SLOCK(fdp);
2170         cdir = fdp->fd_cdir;
2171         vrefact(cdir);
2172         rdir = fdp->fd_rdir;
2173         vrefact(rdir);
2174         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
2175         error = vn_fullpath1(td, cdir, rdir, tmpbuf, &bp, buflen);
2176         vrele(rdir);
2177         vrele(cdir);
2178
2179         if (!error) {
2180                 if (bufseg == UIO_SYSSPACE)
2181                         bcopy(bp, buf, strlen(bp) + 1);
2182                 else
2183                         error = copyout(bp, buf, strlen(bp) + 1);
2184 #ifdef KTRACE
2185         if (KTRPOINT(curthread, KTR_NAMEI))
2186                 ktrnamei(bp);
2187 #endif
2188         }
2189         free(tmpbuf, M_TEMP);
2190         return (error);
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Thus begins the fullpath magic.
2195  */
2196
2197 static int __read_mostly disablefullpath;
2198 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, disablefullpath, CTLFLAG_RW, &disablefullpath, 0,
2199     "Disable the vn_fullpath function");
2200
2201 /*
2202  * Retrieve the full filesystem path that correspond to a vnode from the name
2203  * cache (if available)
2204  */
2205 int
2206 vn_fullpath(struct thread *td, struct vnode *vn, char **retbuf, char **freebuf)
2207 {
2208         char *buf;
2209         struct filedesc *fdp;
2210         struct vnode *rdir;
2211         int error;
2212
2213         if (__predict_false(disablefullpath))
2214                 return (ENODEV);
2215         if (__predict_false(vn == NULL))
2216                 return (EINVAL);
2217
2218         buf = malloc(MAXPATHLEN, M_TEMP, M_WAITOK);
2219         fdp = td->td_proc->p_fd;
2220         FILEDESC_SLOCK(fdp);
2221         rdir = fdp->fd_rdir;
2222         vrefact(rdir);
2223         FILEDESC_SUNLOCK(fdp);
2224         error = vn_fullpath1(td, vn, rdir, buf, retbuf, MAXPATHLEN);
2225         vrele(rdir);
2226
2227         if (!error)
2228                 *freebuf = buf;
2229         else
2230                 free(buf, M_TEMP);
2231         return (error);
2232 }
2233
2234 /*
2235  * This function is similar to vn_fullpath, but it attempts to lookup the
2236  * pathname relative to the global root mount point.  This is required for the
2237  * auditing sub-system, as audited pathnames must be absolute, relative to the
2238  * global root mount point.
2239  */
2240 int
2241 vn_fullpath_global(struct thread *td, struct vnode *vn,
2242     char **retbuf, char **freebuf)
2243 {
2244         char *buf;
2245         int error;
2246
2247         if (__predict_false(disablefullpath))
2248                 return (ENODEV);
2249         if (__predict_false(vn == NULL))
2250                 return (EINVAL);
2251         buf = malloc(MAXPATHLEN, M_TEMP, M_WAITOK);
2252         error = vn_fullpath1(td, vn, rootvnode, buf, retbuf, MAXPATHLEN);
2253         if (!error)
2254                 *freebuf = buf;
2255         else
2256                 free(buf, M_TEMP);
2257         return (error);
2258 }
2259
2260 int
2261 vn_vptocnp(struct vnode **vp, struct ucred *cred, char *buf, u_int *buflen)
2262 {
2263         struct vnode *dvp;
2264         struct namecache *ncp;
2265         struct mtx *vlp;
2266         int error;
2267
2268         vlp = VP2VNODELOCK(*vp);
2269         mtx_lock(vlp);
2270         TAILQ_FOREACH(ncp, &((*vp)->v_cache_dst), nc_dst) {
2271                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
2272                         break;
2273         }
2274         if (ncp != NULL) {
2275                 if (*buflen < ncp->nc_nlen) {
2276                         mtx_unlock(vlp);
2277                         vrele(*vp);
2278                         counter_u64_add(numfullpathfail4, 1);
2279                         error = ENOMEM;
2280                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, error,
2281                             vp, NULL);
2282                         return (error);
2283                 }
2284                 *buflen -= ncp->nc_nlen;
2285                 memcpy(buf + *buflen, ncp->nc_name, ncp->nc_nlen);
2286                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, hit, ncp->nc_dvp,
2287                     ncp->nc_name, vp);
2288                 dvp = *vp;
2289                 *vp = ncp->nc_dvp;
2290                 vref(*vp);
2291                 mtx_unlock(vlp);
2292                 vrele(dvp);
2293                 return (0);
2294         }
2295         SDT_PROBE1(vfs, namecache, fullpath, miss, vp);
2296
2297         mtx_unlock(vlp);
2298         vn_lock(*vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2299         error = VOP_VPTOCNP(*vp, &dvp, cred, buf, buflen);
2300         vput(*vp);
2301         if (error) {
2302                 counter_u64_add(numfullpathfail2, 1);
2303                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return,  error, vp, NULL);
2304                 return (error);
2305         }
2306
2307         *vp = dvp;
2308         if (dvp->v_iflag & VI_DOOMED) {
2309                 /* forced unmount */
2310                 vrele(dvp);
2311                 error = ENOENT;
2312                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, error, vp, NULL);
2313                 return (error);
2314         }
2315         /*
2316          * *vp has its use count incremented still.
2317          */
2318
2319         return (0);
2320 }
2321
2322 /*
2323  * The magic behind kern___getcwd() and vn_fullpath().
2324  */
2325 static int
2326 vn_fullpath1(struct thread *td, struct vnode *vp, struct vnode *rdir,
2327     char *buf, char **retbuf, u_int buflen)
2328 {
2329         int error, slash_prefixed;
2330 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2331         struct vnode *startvp = vp;
2332 #endif
2333         struct vnode *vp1;
2334
2335         buflen--;
2336         buf[buflen] = '\0';
2337         error = 0;
2338         slash_prefixed = 0;
2339
2340         SDT_PROBE1(vfs, namecache, fullpath, entry, vp);
2341         counter_u64_add(numfullpathcalls, 1);
2342         vref(vp);
2343         if (vp->v_type != VDIR) {
2344                 error = vn_vptocnp(&vp, td->td_ucred, buf, &buflen);
2345                 if (error)
2346                         return (error);
2347                 if (buflen == 0) {
2348                         vrele(vp);
2349                         return (ENOMEM);
2350                 }
2351                 buf[--buflen] = '/';
2352                 slash_prefixed = 1;
2353         }
2354         while (vp != rdir && vp != rootvnode) {
2355                 /*
2356                  * The vp vnode must be already fully constructed,
2357                  * since it is either found in namecache or obtained
2358                  * from VOP_VPTOCNP().  We may test for VV_ROOT safely
2359                  * without obtaining the vnode lock.
2360                  */
2361                 if ((vp->v_vflag & VV_ROOT) != 0) {
2362                         vn_lock(vp, LK_RETRY | LK_SHARED);
2363
2364                         /*
2365                          * With the vnode locked, check for races with
2366                          * unmount, forced or not.  Note that we
2367                          * already verified that vp is not equal to
2368                          * the root vnode, which means that
2369                          * mnt_vnodecovered can be NULL only for the
2370                          * case of unmount.
2371                          */
2372                         if ((vp->v_iflag & VI_DOOMED) != 0 ||
2373                             (vp1 = vp->v_mount->mnt_vnodecovered) == NULL ||
2374                             vp1->v_mountedhere != vp->v_mount) {
2375                                 vput(vp);
2376                                 error = ENOENT;
2377                                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return,
2378                                     error, vp, NULL);
2379                                 break;
2380                         }
2381
2382                         vref(vp1);
2383                         vput(vp);
2384                         vp = vp1;
2385                         continue;
2386                 }
2387                 if (vp->v_type != VDIR) {
2388                         vrele(vp);
2389                         counter_u64_add(numfullpathfail1, 1);
2390                         error = ENOTDIR;
2391                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return,
2392                             error, vp, NULL);
2393                         break;
2394                 }
2395                 error = vn_vptocnp(&vp, td->td_ucred, buf, &buflen);
2396                 if (error)
2397                         break;
2398                 if (buflen == 0) {
2399                         vrele(vp);
2400                         error = ENOMEM;
2401                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, error,
2402                             startvp, NULL);
2403                         break;
2404                 }
2405                 buf[--buflen] = '/';
2406                 slash_prefixed = 1;
2407         }
2408         if (error)
2409                 return (error);
2410         if (!slash_prefixed) {
2411                 if (buflen == 0) {
2412                         vrele(vp);
2413                         counter_u64_add(numfullpathfail4, 1);
2414                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, ENOMEM,
2415                             startvp, NULL);
2416                         return (ENOMEM);
2417                 }
2418                 buf[--buflen] = '/';
2419         }
2420         counter_u64_add(numfullpathfound, 1);
2421         vrele(vp);
2422
2423         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, 0, startvp, buf + buflen);
2424         *retbuf = buf + buflen;
2425         return (0);
2426 }
2427
2428 struct vnode *
2429 vn_dir_dd_ino(struct vnode *vp)
2430 {
2431         struct namecache *ncp;
2432         struct vnode *ddvp;
2433         struct mtx *vlp;
2434         enum vgetstate vs;
2435
2436         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_dir_dd_ino");
2437         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
2438         mtx_lock(vlp);
2439         TAILQ_FOREACH(ncp, &(vp->v_cache_dst), nc_dst) {
2440                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0)
2441                         continue;
2442                 ddvp = ncp->nc_dvp;
2443                 vs = vget_prep(ddvp);
2444                 mtx_unlock(vlp);
2445                 if (vget_finish(ddvp, LK_SHARED | LK_NOWAIT, vs))
2446                         return (NULL);
2447                 return (ddvp);
2448         }
2449         mtx_unlock(vlp);
2450         return (NULL);
2451 }
2452
2453 int
2454 vn_commname(struct vnode *vp, char *buf, u_int buflen)
2455 {
2456         struct namecache *ncp;
2457         struct mtx *vlp;
2458         int l;
2459
2460         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
2461         mtx_lock(vlp);
2462         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_cache_dst, nc_dst)
2463                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
2464                         break;
2465         if (ncp == NULL) {
2466                 mtx_unlock(vlp);
2467                 return (ENOENT);
2468         }
2469         l = min(ncp->nc_nlen, buflen - 1);
2470         memcpy(buf, ncp->nc_name, l);
2471         mtx_unlock(vlp);
2472         buf[l] = '\0';
2473         return (0);
2474 }
2475
2476 /*
2477  * This function updates path string to vnode's full global path
2478  * and checks the size of the new path string against the pathlen argument.
2479  *
2480  * Requires a locked, referenced vnode.
2481  * Vnode is re-locked on success or ENODEV, otherwise unlocked.
2482  *
2483  * If sysctl debug.disablefullpath is set, ENODEV is returned,
2484  * vnode is left locked and path remain untouched.
2485  *
2486  * If vp is a directory, the call to vn_fullpath_global() always succeeds
2487  * because it falls back to the ".." lookup if the namecache lookup fails.
2488  */
2489 int
2490 vn_path_to_global_path(struct thread *td, struct vnode *vp, char *path,
2491     u_int pathlen)
2492 {
2493         struct nameidata nd;
2494         struct vnode *vp1;
2495         char *rpath, *fbuf;
2496         int error;
2497
2498         ASSERT_VOP_ELOCKED(vp, __func__);
2499
2500         /* Return ENODEV if sysctl debug.disablefullpath==1 */
2501         if (__predict_false(disablefullpath))
2502                 return (ENODEV);
2503
2504         /* Construct global filesystem path from vp. */
2505         VOP_UNLOCK(vp, 0);
2506         error = vn_fullpath_global(td, vp, &rpath, &fbuf);
2507
2508         if (error != 0) {
2509                 vrele(vp);
2510                 return (error);
2511         }
2512
2513         if (strlen(rpath) >= pathlen) {
2514                 vrele(vp);
2515                 error = ENAMETOOLONG;
2516                 goto out;
2517         }
2518
2519         /*
2520          * Re-lookup the vnode by path to detect a possible rename.
2521          * As a side effect, the vnode is relocked.
2522          * If vnode was renamed, return ENOENT.
2523          */
2524         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | LOCKLEAF | AUDITVNODE1,
2525             UIO_SYSSPACE, path, td);
2526         error = namei(&nd);
2527         if (error != 0) {
2528                 vrele(vp);
2529                 goto out;
2530         }
2531         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
2532         vp1 = nd.ni_vp;
2533         vrele(vp);
2534         if (vp1 == vp)
2535                 strcpy(path, rpath);
2536         else {
2537                 vput(vp1);
2538                 error = ENOENT;
2539         }
2540
2541 out:
2542         free(fbuf, M_TEMP);
2543         return (error);
2544 }
2545
2546 #ifdef DDB
2547 static void
2548 db_print_vpath(struct vnode *vp)
2549 {
2550
2551         while (vp != NULL) {
2552                 db_printf("%p: ", vp);
2553                 if (vp == rootvnode) {
2554                         db_printf("/");
2555                         vp = NULL;
2556                 } else {
2557                         if (vp->v_vflag & VV_ROOT) {
2558                                 db_printf("<mount point>");
2559                                 vp = vp->v_mount->mnt_vnodecovered;
2560                         } else {
2561                                 struct namecache *ncp;
2562                                 char *ncn;
2563                                 int i;
2564
2565                                 ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_cache_dst);
2566                                 if (ncp != NULL) {
2567                                         ncn = ncp->nc_name;
2568                                         for (i = 0; i < ncp->nc_nlen; i++)
2569                                                 db_printf("%c", *ncn++);
2570                                         vp = ncp->nc_dvp;
2571                                 } else {
2572                                         vp = NULL;
2573                                 }
2574                         }
2575                 }
2576                 db_printf("\n");
2577         }
2578
2579         return;
2580 }
2581
2582 DB_SHOW_COMMAND(vpath, db_show_vpath)
2583 {
2584         struct vnode *vp;
2585
2586         if (!have_addr) {
2587                 db_printf("usage: show vpath <struct vnode *>\n");
2588                 return;
2589         }
2590
2591         vp = (struct vnode *)addr;
2592         db_print_vpath(vp);
2593 }
2594
2595 #endif