sys/kern/vfs_cache.c

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