]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/kern/vfs_cache.c
MFC r366760: lua: update to 5.3.6
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / kern / vfs_cache.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1989, 1993, 1995
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  *
7  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
8  * Poul-Henning Kamp of the FreeBSD Project.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
20  *    without specific prior written permission.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  *
34  *      @(#)vfs_cache.c 8.5 (Berkeley) 3/22/95
35  */
36
37 #include <sys/cdefs.h>
38 __FBSDID("$FreeBSD$");
39
40 #include "opt_ddb.h"
41 #include "opt_ktrace.h"
42
43 #include <sys/param.h>
44 #include <sys/systm.h>
45 #include <sys/capsicum.h>
46 #include <sys/counter.h>
47 #include <sys/filedesc.h>
48 #include <sys/fnv_hash.h>
49 #include <sys/kernel.h>
50 #include <sys/ktr.h>
51 #include <sys/lock.h>
52 #include <sys/malloc.h>
53 #include <sys/fcntl.h>
54 #include <sys/jail.h>
55 #include <sys/mount.h>
56 #include <sys/namei.h>
57 #include <sys/proc.h>
58 #include <sys/seqc.h>
59 #include <sys/sdt.h>
60 #include <sys/smr.h>
61 #include <sys/smp.h>
62 #include <sys/syscallsubr.h>
63 #include <sys/sysctl.h>
64 #include <sys/sysproto.h>
65 #include <sys/vnode.h>
66 #include <ck_queue.h>
67 #ifdef KTRACE
68 #include <sys/ktrace.h>
69 #endif
70
71 #include <sys/capsicum.h>
72
73 #include <security/audit/audit.h>
74 #include <security/mac/mac_framework.h>
75
76 #ifdef DDB
77 #include <ddb/ddb.h>
78 #endif
79
80 #include <vm/uma.h>
81
82 SDT_PROVIDER_DECLARE(vfs);
83 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, enter, done, "struct vnode *", "char *",
84     "struct vnode *");
85 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, enter_negative, done, "struct vnode *",
86     "char *");
87 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, fullpath_smr, hit, "struct vnode *",
88     "const char *");
89 SDT_PROBE_DEFINE4(vfs, namecache, fullpath_smr, miss, "struct vnode *",
90     "struct namecache *", "int", "int");
91 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, fullpath, entry, "struct vnode *");
92 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, fullpath, hit, "struct vnode *",
93     "char *", "struct vnode *");
94 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, fullpath, miss, "struct vnode *");
95 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, fullpath, return, "int",
96     "struct vnode *", "char *");
97 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, lookup, hit, "struct vnode *", "char *",
98     "struct vnode *");
99 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative,
100     "struct vnode *", "char *");
101 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, lookup, miss, "struct vnode *",
102     "char *");
103 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, removecnp, hit, "struct vnode *",
104     "struct componentname *");
105 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, removecnp, miss, "struct vnode *",
106     "struct componentname *");
107 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, purge, done, "struct vnode *");
108 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, purge_negative, done, "struct vnode *");
109 SDT_PROBE_DEFINE1(vfs, namecache, purgevfs, done, "struct mount *");
110 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, namecache, zap, done, "struct vnode *", "char *",
111     "struct vnode *");
112 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, zap_negative, done, "struct vnode *",
113     "char *");
114 SDT_PROBE_DEFINE2(vfs, namecache, shrink_negative, done, "struct vnode *",
115     "char *");
116
117 SDT_PROBE_DEFINE3(vfs, fplookup, lookup, done, "struct nameidata", "int", "bool");
118 SDT_PROBE_DECLARE(vfs, namei, lookup, entry);
119 SDT_PROBE_DECLARE(vfs, namei, lookup, return);
120
121 /*
122  * This structure describes the elements in the cache of recent
123  * names looked up by namei.
124  */
125 struct negstate {
126         u_char neg_flag;
127 };
128 _Static_assert(sizeof(struct negstate) <= sizeof(struct vnode *),
129     "the state must fit in a union with a pointer without growing it");
130
131 struct  namecache {
132         LIST_ENTRY(namecache) nc_src;   /* source vnode list */
133         TAILQ_ENTRY(namecache) nc_dst;  /* destination vnode list */
134         CK_SLIST_ENTRY(namecache) nc_hash;/* hash chain */
135         struct  vnode *nc_dvp;          /* vnode of parent of name */
136         union {
137                 struct  vnode *nu_vp;   /* vnode the name refers to */
138                 struct  negstate nu_neg;/* negative entry state */
139         } n_un;
140         u_char  nc_flag;                /* flag bits */
141         u_char  nc_nlen;                /* length of name */
142         char    nc_name[0];             /* segment name + nul */
143 };
144
145 /*
146  * struct namecache_ts repeats struct namecache layout up to the
147  * nc_nlen member.
148  * struct namecache_ts is used in place of struct namecache when time(s) need
149  * to be stored.  The nc_dotdottime field is used when a cache entry is mapping
150  * both a non-dotdot directory name plus dotdot for the directory's
151  * parent.
152  *
153  * See below for alignment requirement.
154  */
155 struct  namecache_ts {
156         struct  timespec nc_time;       /* timespec provided by fs */
157         struct  timespec nc_dotdottime; /* dotdot timespec provided by fs */
158         int     nc_ticks;               /* ticks value when entry was added */
159         struct namecache nc_nc;
160 };
161
162 /*
163  * At least mips n32 performs 64-bit accesses to timespec as found
164  * in namecache_ts and requires them to be aligned. Since others
165  * may be in the same spot suffer a little bit and enforce the
166  * alignment for everyone. Note this is a nop for 64-bit platforms.
167  */
168 #define CACHE_ZONE_ALIGNMENT    UMA_ALIGNOF(time_t)
169 #define CACHE_PATH_CUTOFF       39
170
171 #define CACHE_ZONE_SMALL_SIZE           (sizeof(struct namecache) + CACHE_PATH_CUTOFF + 1)
172 #define CACHE_ZONE_SMALL_TS_SIZE        (sizeof(struct namecache_ts) + CACHE_PATH_CUTOFF + 1)
173 #define CACHE_ZONE_LARGE_SIZE           (sizeof(struct namecache) + NAME_MAX + 1)
174 #define CACHE_ZONE_LARGE_TS_SIZE        (sizeof(struct namecache_ts) + NAME_MAX + 1)
175
176 _Static_assert((CACHE_ZONE_SMALL_SIZE % (CACHE_ZONE_ALIGNMENT + 1)) == 0, "bad zone size");
177 _Static_assert((CACHE_ZONE_SMALL_TS_SIZE % (CACHE_ZONE_ALIGNMENT + 1)) == 0, "bad zone size");
178 _Static_assert((CACHE_ZONE_LARGE_SIZE % (CACHE_ZONE_ALIGNMENT + 1)) == 0, "bad zone size");
179 _Static_assert((CACHE_ZONE_LARGE_TS_SIZE % (CACHE_ZONE_ALIGNMENT + 1)) == 0, "bad zone size");
180
181 #define nc_vp           n_un.nu_vp
182 #define nc_neg          n_un.nu_neg
183
184 /*
185  * Flags in namecache.nc_flag
186  */
187 #define NCF_WHITE       0x01
188 #define NCF_ISDOTDOT    0x02
189 #define NCF_TS          0x04
190 #define NCF_DTS         0x08
191 #define NCF_DVDROP      0x10
192 #define NCF_NEGATIVE    0x20
193 #define NCF_INVALID     0x40
194 #define NCF_WIP         0x80
195
196 /*
197  * Flags in negstate.neg_flag
198  */
199 #define NEG_HOT         0x01
200
201 /*
202  * Mark an entry as invalid.
203  *
204  * This is called before it starts getting deconstructed.
205  */
206 static void
207 cache_ncp_invalidate(struct namecache *ncp)
208 {
209
210         KASSERT((ncp->nc_flag & NCF_INVALID) == 0,
211             ("%s: entry %p already invalid", __func__, ncp));
212         atomic_store_char(&ncp->nc_flag, ncp->nc_flag | NCF_INVALID);
213         atomic_thread_fence_rel();
214 }
215
216 /*
217  * Check whether the entry can be safely used.
218  *
219  * All places which elide locks are supposed to call this after they are
220  * done with reading from an entry.
221  */
222 static bool
223 cache_ncp_canuse(struct namecache *ncp)
224 {
225
226         atomic_thread_fence_acq();
227         return ((atomic_load_char(&ncp->nc_flag) & (NCF_INVALID | NCF_WIP)) == 0);
228 }
229
230 /*
231  * Name caching works as follows:
232  *
233  * Names found by directory scans are retained in a cache
234  * for future reference.  It is managed LRU, so frequently
235  * used names will hang around.  Cache is indexed by hash value
236  * obtained from (dvp, name) where dvp refers to the directory
237  * containing name.
238  *
239  * If it is a "negative" entry, (i.e. for a name that is known NOT to
240  * exist) the vnode pointer will be NULL.
241  *
242  * Upon reaching the last segment of a path, if the reference
243  * is for DELETE, or NOCACHE is set (rewrite), and the
244  * name is located in the cache, it will be dropped.
245  *
246  * These locks are used (in the order in which they can be taken):
247  * NAME         TYPE    ROLE
248  * vnodelock    mtx     vnode lists and v_cache_dd field protection
249  * bucketlock   mtx     for access to given set of hash buckets
250  * neglist      mtx     negative entry LRU management
251  *
252  * Additionally, ncneg_shrink_lock mtx is used to have at most one thread
253  * shrinking the LRU list.
254  *
255  * It is legal to take multiple vnodelock and bucketlock locks. The locking
256  * order is lower address first. Both are recursive.
257  *
258  * "." lookups are lockless.
259  *
260  * ".." and vnode -> name lookups require vnodelock.
261  *
262  * name -> vnode lookup requires the relevant bucketlock to be held for reading.
263  *
264  * Insertions and removals of entries require involved vnodes and bucketlocks
265  * to be locked to provide safe operation against other threads modifying the
266  * cache.
267  *
268  * Some lookups result in removal of the found entry (e.g. getting rid of a
269  * negative entry with the intent to create a positive one), which poses a
270  * problem when multiple threads reach the state. Similarly, two different
271  * threads can purge two different vnodes and try to remove the same name.
272  *
273  * If the already held vnode lock is lower than the second required lock, we
274  * can just take the other lock. However, in the opposite case, this could
275  * deadlock. As such, this is resolved by trylocking and if that fails unlocking
276  * the first node, locking everything in order and revalidating the state.
277  */
278
279 VFS_SMR_DECLARE;
280
281 /*
282  * Structures associated with name caching.
283  */
284 #define NCHHASH(hash) \
285         (&nchashtbl[(hash) & nchash])
286 static __read_mostly CK_SLIST_HEAD(nchashhead, namecache) *nchashtbl;/* Hash Table */
287 static u_long __read_mostly     nchash;                 /* size of hash table */
288 SYSCTL_ULONG(_debug, OID_AUTO, nchash, CTLFLAG_RD, &nchash, 0,
289     "Size of namecache hash table");
290 static u_long __read_mostly     ncnegfactor = 5; /* ratio of negative entries */
291 SYSCTL_ULONG(_vfs, OID_AUTO, ncnegfactor, CTLFLAG_RW, &ncnegfactor, 0,
292     "Ratio of negative namecache entries");
293 static u_long __exclusive_cache_line    numneg; /* number of negative entries allocated */
294 static u_long __exclusive_cache_line    numcache;/* number of cache entries allocated */
295 u_int ncsizefactor = 2;
296 SYSCTL_UINT(_vfs, OID_AUTO, ncsizefactor, CTLFLAG_RW, &ncsizefactor, 0,
297     "Size factor for namecache");
298 static u_int __read_mostly      ncsize; /* the size as computed on creation or resizing */
299
300 struct nchstats nchstats;               /* cache effectiveness statistics */
301
302 static bool __read_frequently cache_fast_revlookup = true;
303 SYSCTL_BOOL(_vfs, OID_AUTO, cache_fast_revlookup, CTLFLAG_RW,
304     &cache_fast_revlookup, 0, "");
305
306 static struct mtx __exclusive_cache_line        ncneg_shrink_lock;
307
308 #define ncneghash       3
309 #define numneglists     (ncneghash + 1)
310
311 struct neglist {
312         struct mtx              nl_lock;
313         TAILQ_HEAD(, namecache) nl_list;
314         TAILQ_HEAD(, namecache) nl_hotlist;
315         u_long                  nl_hotnum;
316 } __aligned(CACHE_LINE_SIZE);
317
318 static struct neglist neglists[numneglists];
319
320 static inline struct neglist *
321 NCP2NEGLIST(struct namecache *ncp)
322 {
323
324         return (&neglists[(((uintptr_t)(ncp) >> 8) & ncneghash)]);
325 }
326
327 static inline struct negstate *
328 NCP2NEGSTATE(struct namecache *ncp)
329 {
330
331         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
332         return (&ncp->nc_neg);
333 }
334
335 #define numbucketlocks (ncbuckethash + 1)
336 static u_int __read_mostly  ncbuckethash;
337 static struct mtx_padalign __read_mostly  *bucketlocks;
338 #define HASH2BUCKETLOCK(hash) \
339         ((struct mtx *)(&bucketlocks[((hash) & ncbuckethash)]))
340
341 #define numvnodelocks (ncvnodehash + 1)
342 static u_int __read_mostly  ncvnodehash;
343 static struct mtx __read_mostly *vnodelocks;
344 static inline struct mtx *
345 VP2VNODELOCK(struct vnode *vp)
346 {
347
348         return (&vnodelocks[(((uintptr_t)(vp) >> 8) & ncvnodehash)]);
349 }
350
351 /*
352  * UMA zones for the VFS cache.
353  *
354  * The small cache is used for entries with short names, which are the
355  * most common.  The large cache is used for entries which are too big to
356  * fit in the small cache.
357  */
358 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_small;
359 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_small_ts;
360 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_large;
361 static uma_zone_t __read_mostly cache_zone_large_ts;
362
363 static struct namecache *
364 cache_alloc(int len, int ts)
365 {
366         struct namecache_ts *ncp_ts;
367         struct namecache *ncp;
368
369         if (__predict_false(ts)) {
370                 if (len <= CACHE_PATH_CUTOFF)
371                         ncp_ts = uma_zalloc_smr(cache_zone_small_ts, M_WAITOK);
372                 else
373                         ncp_ts = uma_zalloc_smr(cache_zone_large_ts, M_WAITOK);
374                 ncp = &ncp_ts->nc_nc;
375         } else {
376                 if (len <= CACHE_PATH_CUTOFF)
377                         ncp = uma_zalloc_smr(cache_zone_small, M_WAITOK);
378                 else
379                         ncp = uma_zalloc_smr(cache_zone_large, M_WAITOK);
380         }
381         return (ncp);
382 }
383
384 static void
385 cache_free(struct namecache *ncp)
386 {
387         struct namecache_ts *ncp_ts;
388
389         MPASS(ncp != NULL);
390         if ((ncp->nc_flag & NCF_DVDROP) != 0)
391                 vdrop(ncp->nc_dvp);
392         if (__predict_false(ncp->nc_flag & NCF_TS)) {
393                 ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
394                 if (ncp->nc_nlen <= CACHE_PATH_CUTOFF)
395                         uma_zfree_smr(cache_zone_small_ts, ncp_ts);
396                 else
397                         uma_zfree_smr(cache_zone_large_ts, ncp_ts);
398         } else {
399                 if (ncp->nc_nlen <= CACHE_PATH_CUTOFF)
400                         uma_zfree_smr(cache_zone_small, ncp);
401                 else
402                         uma_zfree_smr(cache_zone_large, ncp);
403         }
404 }
405
406 static void
407 cache_out_ts(struct namecache *ncp, struct timespec *tsp, int *ticksp)
408 {
409         struct namecache_ts *ncp_ts;
410
411         KASSERT((ncp->nc_flag & NCF_TS) != 0 ||
412             (tsp == NULL && ticksp == NULL),
413             ("No NCF_TS"));
414
415         if (tsp == NULL)
416                 return;
417
418         ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
419         *tsp = ncp_ts->nc_time;
420         *ticksp = ncp_ts->nc_ticks;
421 }
422
423 #ifdef DEBUG_CACHE
424 static int __read_mostly        doingcache = 1; /* 1 => enable the cache */
425 SYSCTL_INT(_debug, OID_AUTO, vfscache, CTLFLAG_RW, &doingcache, 0,
426     "VFS namecache enabled");
427 #endif
428
429 /* Export size information to userland */
430 SYSCTL_INT(_debug_sizeof, OID_AUTO, namecache, CTLFLAG_RD, SYSCTL_NULL_INT_PTR,
431     sizeof(struct namecache), "sizeof(struct namecache)");
432
433 /*
434  * The new name cache statistics
435  */
436 static SYSCTL_NODE(_vfs, OID_AUTO, cache, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, 0,
437     "Name cache statistics");
438 #define STATNODE_ULONG(name, descr)                                     \
439         SYSCTL_ULONG(_vfs_cache, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, &name, 0, descr);
440 #define STATNODE_COUNTER(name, descr)                                   \
441         static COUNTER_U64_DEFINE_EARLY(name);                          \
442         SYSCTL_COUNTER_U64(_vfs_cache, OID_AUTO, name, CTLFLAG_RD, &name, \
443             descr);
444 STATNODE_ULONG(numneg, "Number of negative cache entries");
445 STATNODE_ULONG(numcache, "Number of cache entries");
446 STATNODE_COUNTER(numcachehv, "Number of namecache entries with vnodes held");
447 STATNODE_COUNTER(numdrops, "Number of dropped entries due to reaching the limit");
448 STATNODE_COUNTER(dothits, "Number of '.' hits");
449 STATNODE_COUNTER(dotdothits, "Number of '..' hits");
450 STATNODE_COUNTER(nummiss, "Number of cache misses");
451 STATNODE_COUNTER(nummisszap, "Number of cache misses we do not want to cache");
452 STATNODE_COUNTER(numposzaps,
453     "Number of cache hits (positive) we do not want to cache");
454 STATNODE_COUNTER(numposhits, "Number of cache hits (positive)");
455 STATNODE_COUNTER(numnegzaps,
456     "Number of cache hits (negative) we do not want to cache");
457 STATNODE_COUNTER(numneghits, "Number of cache hits (negative)");
458 /* These count for vn_getcwd(), too. */
459 STATNODE_COUNTER(numfullpathcalls, "Number of fullpath search calls");
460 STATNODE_COUNTER(numfullpathfail1, "Number of fullpath search errors (ENOTDIR)");
461 STATNODE_COUNTER(numfullpathfail2,
462     "Number of fullpath search errors (VOP_VPTOCNP failures)");
463 STATNODE_COUNTER(numfullpathfail4, "Number of fullpath search errors (ENOMEM)");
464 STATNODE_COUNTER(numfullpathfound, "Number of successful fullpath calls");
465 STATNODE_COUNTER(zap_and_exit_bucket_relock_success,
466     "Number of successful removals after relocking");
467 static long zap_and_exit_bucket_fail; STATNODE_ULONG(zap_and_exit_bucket_fail,
468     "Number of times zap_and_exit failed to lock");
469 static long zap_and_exit_bucket_fail2; STATNODE_ULONG(zap_and_exit_bucket_fail2,
470     "Number of times zap_and_exit failed to lock");
471 static long cache_lock_vnodes_cel_3_failures;
472 STATNODE_ULONG(cache_lock_vnodes_cel_3_failures,
473     "Number of times 3-way vnode locking failed");
474 STATNODE_COUNTER(numneg_evicted,
475     "Number of negative entries evicted when adding a new entry");
476 STATNODE_COUNTER(shrinking_skipped,
477     "Number of times shrinking was already in progress");
478
479 static void cache_zap_locked(struct namecache *ncp);
480 static int vn_fullpath_hardlink(struct nameidata *ndp, char **retbuf,
481     char **freebuf, size_t *buflen);
482 static int vn_fullpath_any_smr(struct vnode *vp, struct vnode *rdir, char *buf,
483     char **retbuf, size_t *buflen, bool slash_prefixed, size_t addend);
484 static int vn_fullpath_any(struct vnode *vp, struct vnode *rdir, char *buf,
485     char **retbuf, size_t *buflen);
486 static int vn_fullpath_dir(struct vnode *vp, struct vnode *rdir, char *buf,
487     char **retbuf, size_t *len, bool slash_prefixed, size_t addend);
488
489 static MALLOC_DEFINE(M_VFSCACHE, "vfscache", "VFS name cache entries");
490
491 static inline void
492 cache_assert_vlp_locked(struct mtx *vlp)
493 {
494
495         if (vlp != NULL)
496                 mtx_assert(vlp, MA_OWNED);
497 }
498
499 static inline void
500 cache_assert_vnode_locked(struct vnode *vp)
501 {
502         struct mtx *vlp;
503
504         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
505         cache_assert_vlp_locked(vlp);
506 }
507
508 /*
509  * TODO: With the value stored we can do better than computing the hash based
510  * on the address. The choice of FNV should also be revisited.
511  */
512 static void
513 cache_prehash(struct vnode *vp)
514 {
515
516         vp->v_nchash = fnv_32_buf(&vp, sizeof(vp), FNV1_32_INIT);
517 }
518
519 static uint32_t
520 cache_get_hash(char *name, u_char len, struct vnode *dvp)
521 {
522
523         return (fnv_32_buf(name, len, dvp->v_nchash));
524 }
525
526 static inline struct nchashhead *
527 NCP2BUCKET(struct namecache *ncp)
528 {
529         uint32_t hash;
530
531         hash = cache_get_hash(ncp->nc_name, ncp->nc_nlen, ncp->nc_dvp);
532         return (NCHHASH(hash));
533 }
534
535 static inline struct mtx *
536 NCP2BUCKETLOCK(struct namecache *ncp)
537 {
538         uint32_t hash;
539
540         hash = cache_get_hash(ncp->nc_name, ncp->nc_nlen, ncp->nc_dvp);
541         return (HASH2BUCKETLOCK(hash));
542 }
543
544 #ifdef INVARIANTS
545 static void
546 cache_assert_bucket_locked(struct namecache *ncp)
547 {
548         struct mtx *blp;
549
550         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
551         mtx_assert(blp, MA_OWNED);
552 }
553
554 static void
555 cache_assert_bucket_unlocked(struct namecache *ncp)
556 {
557         struct mtx *blp;
558
559         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
560         mtx_assert(blp, MA_NOTOWNED);
561 }
562 #else
563 #define cache_assert_bucket_locked(x) do { } while (0)
564 #define cache_assert_bucket_unlocked(x) do { } while (0)
565 #endif
566
567 #define cache_sort_vnodes(x, y) _cache_sort_vnodes((void **)(x), (void **)(y))
568 static void
569 _cache_sort_vnodes(void **p1, void **p2)
570 {
571         void *tmp;
572
573         MPASS(*p1 != NULL || *p2 != NULL);
574
575         if (*p1 > *p2) {
576                 tmp = *p2;
577                 *p2 = *p1;
578                 *p1 = tmp;
579         }
580 }
581
582 static void
583 cache_lock_all_buckets(void)
584 {
585         u_int i;
586
587         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++)
588                 mtx_lock(&bucketlocks[i]);
589 }
590
591 static void
592 cache_unlock_all_buckets(void)
593 {
594         u_int i;
595
596         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++)
597                 mtx_unlock(&bucketlocks[i]);
598 }
599
600 static void
601 cache_lock_all_vnodes(void)
602 {
603         u_int i;
604
605         for (i = 0; i < numvnodelocks; i++)
606                 mtx_lock(&vnodelocks[i]);
607 }
608
609 static void
610 cache_unlock_all_vnodes(void)
611 {
612         u_int i;
613
614         for (i = 0; i < numvnodelocks; i++)
615                 mtx_unlock(&vnodelocks[i]);
616 }
617
618 static int
619 cache_trylock_vnodes(struct mtx *vlp1, struct mtx *vlp2)
620 {
621
622         cache_sort_vnodes(&vlp1, &vlp2);
623
624         if (vlp1 != NULL) {
625                 if (!mtx_trylock(vlp1))
626                         return (EAGAIN);
627         }
628         if (!mtx_trylock(vlp2)) {
629                 if (vlp1 != NULL)
630                         mtx_unlock(vlp1);
631                 return (EAGAIN);
632         }
633
634         return (0);
635 }
636
637 static void
638 cache_lock_vnodes(struct mtx *vlp1, struct mtx *vlp2)
639 {
640
641         MPASS(vlp1 != NULL || vlp2 != NULL);
642         MPASS(vlp1 <= vlp2);
643
644         if (vlp1 != NULL)
645                 mtx_lock(vlp1);
646         if (vlp2 != NULL)
647                 mtx_lock(vlp2);
648 }
649
650 static void
651 cache_unlock_vnodes(struct mtx *vlp1, struct mtx *vlp2)
652 {
653
654         MPASS(vlp1 != NULL || vlp2 != NULL);
655
656         if (vlp1 != NULL)
657                 mtx_unlock(vlp1);
658         if (vlp2 != NULL)
659                 mtx_unlock(vlp2);
660 }
661
662 static int
663 sysctl_nchstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
664 {
665         struct nchstats snap;
666
667         if (req->oldptr == NULL)
668                 return (SYSCTL_OUT(req, 0, sizeof(snap)));
669
670         snap = nchstats;
671         snap.ncs_goodhits = counter_u64_fetch(numposhits);
672         snap.ncs_neghits = counter_u64_fetch(numneghits);
673         snap.ncs_badhits = counter_u64_fetch(numposzaps) +
674             counter_u64_fetch(numnegzaps);
675         snap.ncs_miss = counter_u64_fetch(nummisszap) +
676             counter_u64_fetch(nummiss);
677
678         return (SYSCTL_OUT(req, &snap, sizeof(snap)));
679 }
680 SYSCTL_PROC(_vfs_cache, OID_AUTO, nchstats, CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RD |
681     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_nchstats, "LU",
682     "VFS cache effectiveness statistics");
683
684 static int
685 sysctl_hotnum(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
686 {
687         int i, out;
688
689         out = 0;
690         for (i = 0; i < numneglists; i++)
691                 out += neglists[i].nl_hotnum;
692
693         return (SYSCTL_OUT(req, &out, sizeof(out)));
694 }
695 SYSCTL_PROC(_vfs_cache, OID_AUTO, hotnum, CTLTYPE_INT | CTLFLAG_RD |
696     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_hotnum, "I",
697     "Number of hot negative entries");
698
699 #ifdef DIAGNOSTIC
700 /*
701  * Grab an atomic snapshot of the name cache hash chain lengths
702  */
703 static SYSCTL_NODE(_debug, OID_AUTO, hashstat,
704     CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, NULL,
705     "hash table stats");
706
707 static int
708 sysctl_debug_hashstat_rawnchash(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
709 {
710         struct nchashhead *ncpp;
711         struct namecache *ncp;
712         int i, error, n_nchash, *cntbuf;
713
714 retry:
715         n_nchash = nchash + 1;  /* nchash is max index, not count */
716         if (req->oldptr == NULL)
717                 return SYSCTL_OUT(req, 0, n_nchash * sizeof(int));
718         cntbuf = malloc(n_nchash * sizeof(int), M_TEMP, M_ZERO | M_WAITOK);
719         cache_lock_all_buckets();
720         if (n_nchash != nchash + 1) {
721                 cache_unlock_all_buckets();
722                 free(cntbuf, M_TEMP);
723                 goto retry;
724         }
725         /* Scan hash tables counting entries */
726         for (ncpp = nchashtbl, i = 0; i < n_nchash; ncpp++, i++)
727                 CK_SLIST_FOREACH(ncp, ncpp, nc_hash)
728                         cntbuf[i]++;
729         cache_unlock_all_buckets();
730         for (error = 0, i = 0; i < n_nchash; i++)
731                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &cntbuf[i], sizeof(int))) != 0)
732                         break;
733         free(cntbuf, M_TEMP);
734         return (error);
735 }
736 SYSCTL_PROC(_debug_hashstat, OID_AUTO, rawnchash, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD|
737     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_debug_hashstat_rawnchash, "S,int",
738     "nchash chain lengths");
739
740 static int
741 sysctl_debug_hashstat_nchash(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
742 {
743         int error;
744         struct nchashhead *ncpp;
745         struct namecache *ncp;
746         int n_nchash;
747         int count, maxlength, used, pct;
748
749         if (!req->oldptr)
750                 return SYSCTL_OUT(req, 0, 4 * sizeof(int));
751
752         cache_lock_all_buckets();
753         n_nchash = nchash + 1;  /* nchash is max index, not count */
754         used = 0;
755         maxlength = 0;
756
757         /* Scan hash tables for applicable entries */
758         for (ncpp = nchashtbl; n_nchash > 0; n_nchash--, ncpp++) {
759                 count = 0;
760                 CK_SLIST_FOREACH(ncp, ncpp, nc_hash) {
761                         count++;
762                 }
763                 if (count)
764                         used++;
765                 if (maxlength < count)
766                         maxlength = count;
767         }
768         n_nchash = nchash + 1;
769         cache_unlock_all_buckets();
770         pct = (used * 100) / (n_nchash / 100);
771         error = SYSCTL_OUT(req, &n_nchash, sizeof(n_nchash));
772         if (error)
773                 return (error);
774         error = SYSCTL_OUT(req, &used, sizeof(used));
775         if (error)
776                 return (error);
777         error = SYSCTL_OUT(req, &maxlength, sizeof(maxlength));
778         if (error)
779                 return (error);
780         error = SYSCTL_OUT(req, &pct, sizeof(pct));
781         if (error)
782                 return (error);
783         return (0);
784 }
785 SYSCTL_PROC(_debug_hashstat, OID_AUTO, nchash, CTLTYPE_INT|CTLFLAG_RD|
786     CTLFLAG_MPSAFE, 0, 0, sysctl_debug_hashstat_nchash, "I",
787     "nchash statistics (number of total/used buckets, maximum chain length, usage percentage)");
788 #endif
789
790 /*
791  * Negative entries management
792  *
793  * A variation of LRU scheme is used. New entries are hashed into one of
794  * numneglists cold lists. Entries get promoted to the hot list on first hit.
795  *
796  * The shrinker will demote hot list head and evict from the cold list in a
797  * round-robin manner.
798  */
799 static void
800 cache_negative_init(struct namecache *ncp)
801 {
802         struct negstate *ns;
803
804         ncp->nc_flag |= NCF_NEGATIVE;
805         ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
806         ns->neg_flag = 0;
807 }
808
809 /*
810  * Move a negative entry to the hot list.
811  */
812 static void
813 cache_negative_promote(struct namecache *ncp)
814 {
815         struct neglist *nl;
816         struct negstate *ns;
817
818         ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
819         nl = NCP2NEGLIST(ncp);
820         mtx_assert(&nl->nl_lock, MA_OWNED);
821         if ((ns->neg_flag & NEG_HOT) == 0) {
822                 TAILQ_REMOVE(&nl->nl_list, ncp, nc_dst);
823                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nl->nl_hotlist, ncp, nc_dst);
824                 nl->nl_hotnum++;
825                 ns->neg_flag |= NEG_HOT;
826         }
827 }
828
829 /*
830  * Move a negative entry to the hot list if it matches the lookup.
831  *
832  * We have to take locks, but they may be contended and in the worst
833  * case we may need to go off CPU. We don't want to spin within the
834  * smr section and we can't block with it. Exiting the section means
835  * the found entry could have been evicted. We are going to look it
836  * up again.
837  */
838 static bool
839 cache_negative_promote_cond(struct vnode *dvp, struct componentname *cnp,
840     struct namecache *oncp, uint32_t hash)
841 {
842         struct namecache *ncp;
843         struct neglist *nl;
844         u_char nc_flag;
845
846         nl = NCP2NEGLIST(oncp);
847
848         mtx_lock(&nl->nl_lock);
849         /*
850          * For hash iteration.
851          */
852         vfs_smr_enter();
853
854         /*
855          * Avoid all surprises by only succeeding if we got the same entry and
856          * bailing completely otherwise.
857          * XXX There are no provisions to keep the vnode around, meaning we may
858          * end up promoting a negative entry for a *new* vnode and returning
859          * ENOENT on its account. This is the error we want to return anyway
860          * and promotion is harmless.
861          *
862          * In particular at this point there can be a new ncp which matches the
863          * search but hashes to a different neglist.
864          */
865         CK_SLIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
866                 if (ncp == oncp)
867                         break;
868         }
869
870         /*
871          * No match to begin with.
872          */
873         if (__predict_false(ncp == NULL)) {
874                 goto out_abort;
875         }
876
877         /*
878          * The newly found entry may be something different...
879          */
880         if (!(ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
881             !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))) {
882                 goto out_abort;
883         }
884
885         /*
886          * ... and not even negative.
887          */
888         nc_flag = atomic_load_char(&ncp->nc_flag);
889         if ((nc_flag & NCF_NEGATIVE) == 0) {
890                 goto out_abort;
891         }
892
893         if (__predict_false(!cache_ncp_canuse(ncp))) {
894                 goto out_abort;
895         }
896
897         cache_negative_promote(ncp);
898
899         SDT_PROBE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative, dvp, ncp->nc_name);
900         counter_u64_add(numneghits, 1);
901         vfs_smr_exit();
902         mtx_unlock(&nl->nl_lock);
903         return (true);
904 out_abort:
905         vfs_smr_exit();
906         mtx_unlock(&nl->nl_lock);
907         return (false);
908 }
909
910 static void
911 cache_negative_hit(struct namecache *ncp)
912 {
913         struct neglist *nl;
914         struct negstate *ns;
915
916         ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
917         if ((ns->neg_flag & NEG_HOT) != 0)
918                 return;
919         nl = NCP2NEGLIST(ncp);
920         mtx_lock(&nl->nl_lock);
921         cache_negative_promote(ncp);
922         mtx_unlock(&nl->nl_lock);
923 }
924
925 static void
926 cache_negative_insert(struct namecache *ncp)
927 {
928         struct neglist *nl;
929
930         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
931         cache_assert_bucket_locked(ncp);
932         nl = NCP2NEGLIST(ncp);
933         mtx_lock(&nl->nl_lock);
934         TAILQ_INSERT_TAIL(&nl->nl_list, ncp, nc_dst);
935         mtx_unlock(&nl->nl_lock);
936         atomic_add_long(&numneg, 1);
937 }
938
939 static void
940 cache_negative_remove(struct namecache *ncp)
941 {
942         struct neglist *nl;
943         struct negstate *ns;
944
945         cache_assert_bucket_locked(ncp);
946         nl = NCP2NEGLIST(ncp);
947         ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
948         mtx_lock(&nl->nl_lock);
949         if ((ns->neg_flag & NEG_HOT) != 0) {
950                 TAILQ_REMOVE(&nl->nl_hotlist, ncp, nc_dst);
951                 nl->nl_hotnum--;
952         } else {
953                 TAILQ_REMOVE(&nl->nl_list, ncp, nc_dst);
954         }
955         mtx_unlock(&nl->nl_lock);
956         atomic_subtract_long(&numneg, 1);
957 }
958
959 static struct neglist *
960 cache_negative_shrink_select(void)
961 {
962         struct neglist *nl;
963         static u_int cycle;
964         u_int i;
965
966         cycle++;
967         for (i = 0; i < numneglists; i++) {
968                 nl = &neglists[(cycle + i) % numneglists];
969                 if (TAILQ_FIRST(&nl->nl_list) == NULL &&
970                     TAILQ_FIRST(&nl->nl_hotlist) == NULL)
971                         continue;
972                 mtx_lock(&nl->nl_lock);
973                 if (TAILQ_FIRST(&nl->nl_list) != NULL ||
974                     TAILQ_FIRST(&nl->nl_hotlist) != NULL)
975                         return (nl);
976                 mtx_unlock(&nl->nl_lock);
977         }
978
979         return (NULL);
980 }
981
982 static void
983 cache_negative_zap_one(void)
984 {
985         struct namecache *ncp, *ncp2;
986         struct neglist *nl;
987         struct negstate *ns;
988         struct mtx *dvlp;
989         struct mtx *blp;
990
991         if (mtx_owner(&ncneg_shrink_lock) != NULL ||
992             !mtx_trylock(&ncneg_shrink_lock)) {
993                 counter_u64_add(shrinking_skipped, 1);
994                 return;
995         }
996
997         nl = cache_negative_shrink_select();
998         mtx_unlock(&ncneg_shrink_lock);
999         if (nl == NULL) {
1000                 return;
1001         }
1002
1003         ncp = TAILQ_FIRST(&nl->nl_hotlist);
1004         if (ncp != NULL) {
1005                 ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
1006                 TAILQ_REMOVE(&nl->nl_hotlist, ncp, nc_dst);
1007                 TAILQ_INSERT_TAIL(&nl->nl_list, ncp, nc_dst);
1008                 nl->nl_hotnum--;
1009                 ns->neg_flag &= ~NEG_HOT;
1010         }
1011         ncp = TAILQ_FIRST(&nl->nl_list);
1012         MPASS(ncp != NULL);
1013         ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
1014         dvlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
1015         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1016         mtx_unlock(&nl->nl_lock);
1017         mtx_lock(dvlp);
1018         mtx_lock(blp);
1019         /*
1020          * Enter SMR to safely check the negative list.
1021          * Even if the found pointer matches, the entry may now be reallocated
1022          * and used by a different vnode.
1023          */
1024         vfs_smr_enter();
1025         ncp2 = TAILQ_FIRST(&nl->nl_list);
1026         if (ncp != ncp2 || dvlp != VP2VNODELOCK(ncp2->nc_dvp) ||
1027             blp != NCP2BUCKETLOCK(ncp2)) {
1028                 vfs_smr_exit();
1029                 ncp = NULL;
1030         } else {
1031                 vfs_smr_exit();
1032                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, shrink_negative, done, ncp->nc_dvp,
1033                     ncp->nc_name);
1034                 cache_zap_locked(ncp);
1035                 counter_u64_add(numneg_evicted, 1);
1036         }
1037         mtx_unlock(blp);
1038         mtx_unlock(dvlp);
1039         if (ncp != NULL)
1040                 cache_free(ncp);
1041 }
1042
1043 /*
1044  * cache_zap_locked():
1045  *
1046  *   Removes a namecache entry from cache, whether it contains an actual
1047  *   pointer to a vnode or if it is just a negative cache entry.
1048  */
1049 static void
1050 cache_zap_locked(struct namecache *ncp)
1051 {
1052         struct nchashhead *ncpp;
1053
1054         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
1055                 cache_assert_vnode_locked(ncp->nc_vp);
1056         cache_assert_vnode_locked(ncp->nc_dvp);
1057         cache_assert_bucket_locked(ncp);
1058
1059         cache_ncp_invalidate(ncp);
1060
1061         ncpp = NCP2BUCKET(ncp);
1062         CK_SLIST_REMOVE(ncpp, ncp, namecache, nc_hash);
1063         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)) {
1064                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, zap, done, ncp->nc_dvp,
1065                     ncp->nc_name, ncp->nc_vp);
1066                 TAILQ_REMOVE(&ncp->nc_vp->v_cache_dst, ncp, nc_dst);
1067                 if (ncp == ncp->nc_vp->v_cache_dd) {
1068                         vn_seqc_write_begin_unheld(ncp->nc_vp);
1069                         ncp->nc_vp->v_cache_dd = NULL;
1070                         vn_seqc_write_end(ncp->nc_vp);
1071                 }
1072         } else {
1073                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, zap_negative, done, ncp->nc_dvp,
1074                     ncp->nc_name);
1075                 cache_negative_remove(ncp);
1076         }
1077         if (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) {
1078                 if (ncp == ncp->nc_dvp->v_cache_dd) {
1079                         vn_seqc_write_begin_unheld(ncp->nc_dvp);
1080                         ncp->nc_dvp->v_cache_dd = NULL;
1081                         vn_seqc_write_end(ncp->nc_dvp);
1082                 }
1083         } else {
1084                 LIST_REMOVE(ncp, nc_src);
1085                 if (LIST_EMPTY(&ncp->nc_dvp->v_cache_src)) {
1086                         ncp->nc_flag |= NCF_DVDROP;
1087                         counter_u64_add(numcachehv, -1);
1088                 }
1089         }
1090         atomic_subtract_long(&numcache, 1);
1091 }
1092
1093 static void
1094 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(struct namecache *ncp, struct vnode *vp)
1095 {
1096         struct mtx *blp;
1097
1098         MPASS(ncp->nc_dvp == vp);
1099         MPASS(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE);
1100         cache_assert_vnode_locked(vp);
1101
1102         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1103         mtx_lock(blp);
1104         cache_zap_locked(ncp);
1105         mtx_unlock(blp);
1106 }
1107
1108 static bool
1109 cache_zap_locked_vnode_kl2(struct namecache *ncp, struct vnode *vp,
1110     struct mtx **vlpp)
1111 {
1112         struct mtx *pvlp, *vlp1, *vlp2, *to_unlock;
1113         struct mtx *blp;
1114
1115         MPASS(vp == ncp->nc_dvp || vp == ncp->nc_vp);
1116         cache_assert_vnode_locked(vp);
1117
1118         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE) {
1119                 if (*vlpp != NULL) {
1120                         mtx_unlock(*vlpp);
1121                         *vlpp = NULL;
1122                 }
1123                 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(ncp, vp);
1124                 return (true);
1125         }
1126
1127         pvlp = VP2VNODELOCK(vp);
1128         blp = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1129         vlp1 = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
1130         vlp2 = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
1131
1132         if (*vlpp == vlp1 || *vlpp == vlp2) {
1133                 to_unlock = *vlpp;
1134                 *vlpp = NULL;
1135         } else {
1136                 if (*vlpp != NULL) {
1137                         mtx_unlock(*vlpp);
1138                         *vlpp = NULL;
1139                 }
1140                 cache_sort_vnodes(&vlp1, &vlp2);
1141                 if (vlp1 == pvlp) {
1142                         mtx_lock(vlp2);
1143                         to_unlock = vlp2;
1144                 } else {
1145                         if (!mtx_trylock(vlp1))
1146                                 goto out_relock;
1147                         to_unlock = vlp1;
1148                 }
1149         }
1150         mtx_lock(blp);
1151         cache_zap_locked(ncp);
1152         mtx_unlock(blp);
1153         if (to_unlock != NULL)
1154                 mtx_unlock(to_unlock);
1155         return (true);
1156
1157 out_relock:
1158         mtx_unlock(vlp2);
1159         mtx_lock(vlp1);
1160         mtx_lock(vlp2);
1161         MPASS(*vlpp == NULL);
1162         *vlpp = vlp1;
1163         return (false);
1164 }
1165
1166 /*
1167  * If trylocking failed we can get here. We know enough to take all needed locks
1168  * in the right order and re-lookup the entry.
1169  */
1170 static int
1171 cache_zap_unlocked_bucket(struct namecache *ncp, struct componentname *cnp,
1172     struct vnode *dvp, struct mtx *dvlp, struct mtx *vlp, uint32_t hash,
1173     struct mtx *blp)
1174 {
1175         struct namecache *rncp;
1176
1177         cache_assert_bucket_unlocked(ncp);
1178
1179         cache_sort_vnodes(&dvlp, &vlp);
1180         cache_lock_vnodes(dvlp, vlp);
1181         mtx_lock(blp);
1182         CK_SLIST_FOREACH(rncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1183                 if (rncp == ncp && rncp->nc_dvp == dvp &&
1184                     rncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1185                     !bcmp(rncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, rncp->nc_nlen))
1186                         break;
1187         }
1188         if (rncp != NULL) {
1189                 cache_zap_locked(rncp);
1190                 mtx_unlock(blp);
1191                 cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1192                 counter_u64_add(zap_and_exit_bucket_relock_success, 1);
1193                 return (0);
1194         }
1195
1196         mtx_unlock(blp);
1197         cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1198         return (EAGAIN);
1199 }
1200
1201 static int __noinline
1202 cache_zap_locked_bucket(struct namecache *ncp, struct componentname *cnp,
1203     uint32_t hash, struct mtx *blp)
1204 {
1205         struct mtx *dvlp, *vlp;
1206         struct vnode *dvp;
1207
1208         cache_assert_bucket_locked(ncp);
1209
1210         dvlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_dvp);
1211         vlp = NULL;
1212         if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
1213                 vlp = VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp);
1214         if (cache_trylock_vnodes(dvlp, vlp) == 0) {
1215                 cache_zap_locked(ncp);
1216                 mtx_unlock(blp);
1217                 cache_unlock_vnodes(dvlp, vlp);
1218                 return (0);
1219         }
1220
1221         dvp = ncp->nc_dvp;
1222         mtx_unlock(blp);
1223         return (cache_zap_unlocked_bucket(ncp, cnp, dvp, dvlp, vlp, hash, blp));
1224 }
1225
1226 static __noinline int
1227 cache_remove_cnp(struct vnode *dvp, struct componentname *cnp)
1228 {
1229         struct namecache *ncp;
1230         struct mtx *blp;
1231         struct mtx *dvlp, *dvlp2;
1232         uint32_t hash;
1233         int error;
1234
1235         if (cnp->cn_namelen == 2 &&
1236             cnp->cn_nameptr[0] == '.' && cnp->cn_nameptr[1] == '.') {
1237                 dvlp = VP2VNODELOCK(dvp);
1238                 dvlp2 = NULL;
1239                 mtx_lock(dvlp);
1240 retry_dotdot:
1241                 ncp = dvp->v_cache_dd;
1242                 if (ncp == NULL) {
1243                         mtx_unlock(dvlp);
1244                         if (dvlp2 != NULL)
1245                                 mtx_unlock(dvlp2);
1246                         SDT_PROBE2(vfs, namecache, removecnp, miss, dvp, cnp);
1247                         return (0);
1248                 }
1249                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0) {
1250                         if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, dvp, &dvlp2))
1251                                 goto retry_dotdot;
1252                         MPASS(dvp->v_cache_dd == NULL);
1253                         mtx_unlock(dvlp);
1254                         if (dvlp2 != NULL)
1255                                 mtx_unlock(dvlp2);
1256                         cache_free(ncp);
1257                 } else {
1258                         vn_seqc_write_begin(dvp);
1259                         dvp->v_cache_dd = NULL;
1260                         vn_seqc_write_end(dvp);
1261                         mtx_unlock(dvlp);
1262                         if (dvlp2 != NULL)
1263                                 mtx_unlock(dvlp2);
1264                 }
1265                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, removecnp, hit, dvp, cnp);
1266                 return (1);
1267         }
1268
1269         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen, dvp);
1270         blp = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1271 retry:
1272         if (CK_SLIST_EMPTY(NCHHASH(hash)))
1273                 goto out_no_entry;
1274
1275         mtx_lock(blp);
1276
1277         CK_SLIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1278                 if (ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1279                     !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))
1280                         break;
1281         }
1282
1283         if (ncp == NULL) {
1284                 mtx_unlock(blp);
1285                 goto out_no_entry;
1286         }
1287
1288         error = cache_zap_locked_bucket(ncp, cnp, hash, blp);
1289         if (__predict_false(error != 0)) {
1290                 zap_and_exit_bucket_fail++;
1291                 goto retry;
1292         }
1293         counter_u64_add(numposzaps, 1);
1294         SDT_PROBE2(vfs, namecache, removecnp, hit, dvp, cnp);
1295         cache_free(ncp);
1296         return (1);
1297 out_no_entry:
1298         counter_u64_add(nummisszap, 1);
1299         SDT_PROBE2(vfs, namecache, removecnp, miss, dvp, cnp);
1300         return (0);
1301 }
1302
1303 static int __noinline
1304 cache_lookup_dot(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp, struct componentname *cnp,
1305     struct timespec *tsp, int *ticksp)
1306 {
1307         int ltype;
1308
1309         *vpp = dvp;
1310         counter_u64_add(dothits, 1);
1311         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ".", *vpp);
1312         if (tsp != NULL)
1313                 timespecclear(tsp);
1314         if (ticksp != NULL)
1315                 *ticksp = ticks;
1316         vrefact(*vpp);
1317         /*
1318          * When we lookup "." we still can be asked to lock it
1319          * differently...
1320          */
1321         ltype = cnp->cn_lkflags & LK_TYPE_MASK;
1322         if (ltype != VOP_ISLOCKED(*vpp)) {
1323                 if (ltype == LK_EXCLUSIVE) {
1324                         vn_lock(*vpp, LK_UPGRADE | LK_RETRY);
1325                         if (VN_IS_DOOMED((*vpp))) {
1326                                 /* forced unmount */
1327                                 vrele(*vpp);
1328                                 *vpp = NULL;
1329                                 return (ENOENT);
1330                         }
1331                 } else
1332                         vn_lock(*vpp, LK_DOWNGRADE | LK_RETRY);
1333         }
1334         return (-1);
1335 }
1336
1337 static int __noinline
1338 cache_lookup_dotdot(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp, struct componentname *cnp,
1339     struct timespec *tsp, int *ticksp)
1340 {
1341         struct namecache_ts *ncp_ts;
1342         struct namecache *ncp;
1343         struct mtx *dvlp;
1344         enum vgetstate vs;
1345         int error, ltype;
1346         bool whiteout;
1347
1348         MPASS((cnp->cn_flags & ISDOTDOT) != 0);
1349
1350         if ((cnp->cn_flags & MAKEENTRY) == 0) {
1351                 cache_remove_cnp(dvp, cnp);
1352                 return (0);
1353         }
1354
1355         counter_u64_add(dotdothits, 1);
1356 retry:
1357         dvlp = VP2VNODELOCK(dvp);
1358         mtx_lock(dvlp);
1359         ncp = dvp->v_cache_dd;
1360         if (ncp == NULL) {
1361                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp, "..", NULL);
1362                 mtx_unlock(dvlp);
1363                 return (0);
1364         }
1365         if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0) {
1366                 if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1367                         *vpp = NULL;
1368                 else
1369                         *vpp = ncp->nc_vp;
1370         } else
1371                 *vpp = ncp->nc_dvp;
1372         if (*vpp == NULL)
1373                 goto negative_success;
1374         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, "..", *vpp);
1375         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1376         if ((ncp->nc_flag & (NCF_ISDOTDOT | NCF_DTS)) ==
1377             NCF_DTS && tsp != NULL) {
1378                 ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
1379                 *tsp = ncp_ts->nc_dotdottime;
1380         }
1381
1382         MPASS(dvp != *vpp);
1383         ltype = VOP_ISLOCKED(dvp);
1384         VOP_UNLOCK(dvp);
1385         vs = vget_prep(*vpp);
1386         mtx_unlock(dvlp);
1387         error = vget_finish(*vpp, cnp->cn_lkflags, vs);
1388         vn_lock(dvp, ltype | LK_RETRY);
1389         if (VN_IS_DOOMED(dvp)) {
1390                 if (error == 0)
1391                         vput(*vpp);
1392                 *vpp = NULL;
1393                 return (ENOENT);
1394         }
1395         if (error) {
1396                 *vpp = NULL;
1397                 goto retry;
1398         }
1399         return (-1);
1400 negative_success:
1401         if (__predict_false(cnp->cn_nameiop == CREATE)) {
1402                 if (cnp->cn_flags & ISLASTCN) {
1403                         counter_u64_add(numnegzaps, 1);
1404                         cache_zap_negative_locked_vnode_kl(ncp, dvp);
1405                         mtx_unlock(dvlp);
1406                         cache_free(ncp);
1407                         return (0);
1408                 }
1409         }
1410
1411         SDT_PROBE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative, dvp, ncp->nc_name);
1412         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1413         counter_u64_add(numneghits, 1);
1414         whiteout = (ncp->nc_flag & NCF_WHITE);
1415         cache_negative_hit(ncp);
1416         mtx_unlock(dvlp);
1417         if (whiteout)
1418                 cnp->cn_flags |= ISWHITEOUT;
1419         return (ENOENT);
1420 }
1421
1422 /**
1423  * Lookup a name in the name cache
1424  *
1425  * # Arguments
1426  *
1427  * - dvp:       Parent directory in which to search.
1428  * - vpp:       Return argument.  Will contain desired vnode on cache hit.
1429  * - cnp:       Parameters of the name search.  The most interesting bits of
1430  *              the cn_flags field have the following meanings:
1431  *      - MAKEENTRY:    If clear, free an entry from the cache rather than look
1432  *                      it up.
1433  *      - ISDOTDOT:     Must be set if and only if cn_nameptr == ".."
1434  * - tsp:       Return storage for cache timestamp.  On a successful (positive
1435  *              or negative) lookup, tsp will be filled with any timespec that
1436  *              was stored when this cache entry was created.  However, it will
1437  *              be clear for "." entries.
1438  * - ticks:     Return storage for alternate cache timestamp.  On a successful
1439  *              (positive or negative) lookup, it will contain the ticks value
1440  *              that was current when the cache entry was created, unless cnp
1441  *              was ".".
1442  *
1443  * Either both tsp and ticks have to be provided or neither of them.
1444  *
1445  * # Returns
1446  *
1447  * - -1:        A positive cache hit.  vpp will contain the desired vnode.
1448  * - ENOENT:    A negative cache hit, or dvp was recycled out from under us due
1449  *              to a forced unmount.  vpp will not be modified.  If the entry
1450  *              is a whiteout, then the ISWHITEOUT flag will be set in
1451  *              cnp->cn_flags.
1452  * - 0:         A cache miss.  vpp will not be modified.
1453  *
1454  * # Locking
1455  *
1456  * On a cache hit, vpp will be returned locked and ref'd.  If we're looking up
1457  * .., dvp is unlocked.  If we're looking up . an extra ref is taken, but the
1458  * lock is not recursively acquired.
1459  */
1460 static int __noinline
1461 cache_lookup_fallback(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp, struct componentname *cnp,
1462     struct timespec *tsp, int *ticksp)
1463 {
1464         struct namecache *ncp;
1465         struct mtx *blp;
1466         uint32_t hash;
1467         enum vgetstate vs;
1468         int error;
1469         bool whiteout;
1470
1471         MPASS((cnp->cn_flags & (MAKEENTRY | ISDOTDOT)) == MAKEENTRY);
1472
1473 retry:
1474         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen, dvp);
1475         blp = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1476         mtx_lock(blp);
1477
1478         CK_SLIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1479                 if (ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1480                     !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))
1481                         break;
1482         }
1483
1484         if (__predict_false(ncp == NULL)) {
1485                 mtx_unlock(blp);
1486                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp, cnp->cn_nameptr,
1487                     NULL);
1488                 counter_u64_add(nummiss, 1);
1489                 return (0);
1490         }
1491
1492         if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1493                 goto negative_success;
1494
1495         counter_u64_add(numposhits, 1);
1496         *vpp = ncp->nc_vp;
1497         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ncp->nc_name, *vpp);
1498         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1499         MPASS(dvp != *vpp);
1500         vs = vget_prep(*vpp);
1501         mtx_unlock(blp);
1502         error = vget_finish(*vpp, cnp->cn_lkflags, vs);
1503         if (error) {
1504                 *vpp = NULL;
1505                 goto retry;
1506         }
1507         return (-1);
1508 negative_success:
1509         if (__predict_false(cnp->cn_nameiop == CREATE)) {
1510                 if (cnp->cn_flags & ISLASTCN) {
1511                         counter_u64_add(numnegzaps, 1);
1512                         error = cache_zap_locked_bucket(ncp, cnp, hash, blp);
1513                         if (__predict_false(error != 0)) {
1514                                 zap_and_exit_bucket_fail2++;
1515                                 goto retry;
1516                         }
1517                         cache_free(ncp);
1518                         return (0);
1519                 }
1520         }
1521
1522         SDT_PROBE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative, dvp, ncp->nc_name);
1523         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1524         counter_u64_add(numneghits, 1);
1525         whiteout = (ncp->nc_flag & NCF_WHITE);
1526         cache_negative_hit(ncp);
1527         mtx_unlock(blp);
1528         if (whiteout)
1529                 cnp->cn_flags |= ISWHITEOUT;
1530         return (ENOENT);
1531 }
1532
1533 int
1534 cache_lookup(struct vnode *dvp, struct vnode **vpp, struct componentname *cnp,
1535     struct timespec *tsp, int *ticksp)
1536 {
1537         struct namecache *ncp;
1538         struct negstate *ns;
1539         uint32_t hash;
1540         enum vgetstate vs;
1541         int error;
1542         bool whiteout, neg_hot;
1543         u_short nc_flag;
1544
1545         MPASS((tsp == NULL && ticksp == NULL) || (tsp != NULL && ticksp != NULL));
1546
1547 #ifdef DEBUG_CACHE
1548         if (__predict_false(!doingcache)) {
1549                 cnp->cn_flags &= ~MAKEENTRY;
1550                 return (0);
1551         }
1552 #endif
1553
1554         if (__predict_false(cnp->cn_nameptr[0] == '.')) {
1555                 if (cnp->cn_namelen == 1)
1556                         return (cache_lookup_dot(dvp, vpp, cnp, tsp, ticksp));
1557                 if (cnp->cn_namelen == 2 && cnp->cn_nameptr[1] == '.')
1558                         return (cache_lookup_dotdot(dvp, vpp, cnp, tsp, ticksp));
1559         }
1560
1561         MPASS((cnp->cn_flags & ISDOTDOT) == 0);
1562
1563         if ((cnp->cn_flags & MAKEENTRY) == 0) {
1564                 cache_remove_cnp(dvp, cnp);
1565                 return (0);
1566         }
1567
1568         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen, dvp);
1569         vfs_smr_enter();
1570
1571         CK_SLIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
1572                 if (ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1573                     !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))
1574                         break;
1575         }
1576
1577         if (__predict_false(ncp == NULL)) {
1578                 vfs_smr_exit();
1579                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, miss, dvp, cnp->cn_nameptr,
1580                     NULL);
1581                 counter_u64_add(nummiss, 1);
1582                 return (0);
1583         }
1584
1585         nc_flag = atomic_load_char(&ncp->nc_flag);
1586         if (nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1587                 goto negative_success;
1588
1589         counter_u64_add(numposhits, 1);
1590         *vpp = ncp->nc_vp;
1591         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ncp->nc_name, *vpp);
1592         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1593         MPASS(dvp != *vpp);
1594         if (!cache_ncp_canuse(ncp)) {
1595                 vfs_smr_exit();
1596                 *vpp = NULL;
1597                 goto out_fallback;
1598         }
1599         vs = vget_prep_smr(*vpp);
1600         vfs_smr_exit();
1601         if (__predict_false(vs == VGET_NONE)) {
1602                 *vpp = NULL;
1603                 goto out_fallback;
1604         }
1605         error = vget_finish(*vpp, cnp->cn_lkflags, vs);
1606         if (error) {
1607                 *vpp = NULL;
1608                 goto out_fallback;
1609         }
1610         return (-1);
1611 negative_success:
1612         if (__predict_false(cnp->cn_nameiop == CREATE)) {
1613                 if (cnp->cn_flags & ISLASTCN) {
1614                         vfs_smr_exit();
1615                         goto out_fallback;
1616                 }
1617         }
1618
1619         cache_out_ts(ncp, tsp, ticksp);
1620         whiteout = (ncp->nc_flag & NCF_WHITE);
1621         ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
1622         neg_hot = ((ns->neg_flag & NEG_HOT) != 0);
1623         if (__predict_false(!cache_ncp_canuse(ncp))) {
1624                 vfs_smr_exit();
1625                 goto out_fallback;
1626         }
1627         if (!neg_hot) {
1628                 vfs_smr_exit();
1629                 if (!cache_negative_promote_cond(dvp, cnp, ncp, hash))
1630                         goto out_fallback;
1631         } else {
1632                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative, dvp, ncp->nc_name);
1633                 counter_u64_add(numneghits, 1);
1634                 vfs_smr_exit();
1635         }
1636         if (whiteout)
1637                 cnp->cn_flags |= ISWHITEOUT;
1638         return (ENOENT);
1639 out_fallback:
1640         return (cache_lookup_fallback(dvp, vpp, cnp, tsp, ticksp));
1641 }
1642
1643 struct celockstate {
1644         struct mtx *vlp[3];
1645         struct mtx *blp[2];
1646 };
1647 CTASSERT((nitems(((struct celockstate *)0)->vlp) == 3));
1648 CTASSERT((nitems(((struct celockstate *)0)->blp) == 2));
1649
1650 static inline void
1651 cache_celockstate_init(struct celockstate *cel)
1652 {
1653
1654         bzero(cel, sizeof(*cel));
1655 }
1656
1657 static void
1658 cache_lock_vnodes_cel(struct celockstate *cel, struct vnode *vp,
1659     struct vnode *dvp)
1660 {
1661         struct mtx *vlp1, *vlp2;
1662
1663         MPASS(cel->vlp[0] == NULL);
1664         MPASS(cel->vlp[1] == NULL);
1665         MPASS(cel->vlp[2] == NULL);
1666
1667         MPASS(vp != NULL || dvp != NULL);
1668
1669         vlp1 = VP2VNODELOCK(vp);
1670         vlp2 = VP2VNODELOCK(dvp);
1671         cache_sort_vnodes(&vlp1, &vlp2);
1672
1673         if (vlp1 != NULL) {
1674                 mtx_lock(vlp1);
1675                 cel->vlp[0] = vlp1;
1676         }
1677         mtx_lock(vlp2);
1678         cel->vlp[1] = vlp2;
1679 }
1680
1681 static void
1682 cache_unlock_vnodes_cel(struct celockstate *cel)
1683 {
1684
1685         MPASS(cel->vlp[0] != NULL || cel->vlp[1] != NULL);
1686
1687         if (cel->vlp[0] != NULL)
1688                 mtx_unlock(cel->vlp[0]);
1689         if (cel->vlp[1] != NULL)
1690                 mtx_unlock(cel->vlp[1]);
1691         if (cel->vlp[2] != NULL)
1692                 mtx_unlock(cel->vlp[2]);
1693 }
1694
1695 static bool
1696 cache_lock_vnodes_cel_3(struct celockstate *cel, struct vnode *vp)
1697 {
1698         struct mtx *vlp;
1699         bool ret;
1700
1701         cache_assert_vlp_locked(cel->vlp[0]);
1702         cache_assert_vlp_locked(cel->vlp[1]);
1703         MPASS(cel->vlp[2] == NULL);
1704
1705         MPASS(vp != NULL);
1706         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
1707
1708         ret = true;
1709         if (vlp >= cel->vlp[1]) {
1710                 mtx_lock(vlp);
1711         } else {
1712                 if (mtx_trylock(vlp))
1713                         goto out;
1714                 cache_lock_vnodes_cel_3_failures++;
1715                 cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1716                 if (vlp < cel->vlp[0]) {
1717                         mtx_lock(vlp);
1718                         mtx_lock(cel->vlp[0]);
1719                         mtx_lock(cel->vlp[1]);
1720                 } else {
1721                         if (cel->vlp[0] != NULL)
1722                                 mtx_lock(cel->vlp[0]);
1723                         mtx_lock(vlp);
1724                         mtx_lock(cel->vlp[1]);
1725                 }
1726                 ret = false;
1727         }
1728 out:
1729         cel->vlp[2] = vlp;
1730         return (ret);
1731 }
1732
1733 static void
1734 cache_lock_buckets_cel(struct celockstate *cel, struct mtx *blp1,
1735     struct mtx *blp2)
1736 {
1737
1738         MPASS(cel->blp[0] == NULL);
1739         MPASS(cel->blp[1] == NULL);
1740
1741         cache_sort_vnodes(&blp1, &blp2);
1742
1743         if (blp1 != NULL) {
1744                 mtx_lock(blp1);
1745                 cel->blp[0] = blp1;
1746         }
1747         mtx_lock(blp2);
1748         cel->blp[1] = blp2;
1749 }
1750
1751 static void
1752 cache_unlock_buckets_cel(struct celockstate *cel)
1753 {
1754
1755         if (cel->blp[0] != NULL)
1756                 mtx_unlock(cel->blp[0]);
1757         mtx_unlock(cel->blp[1]);
1758 }
1759
1760 /*
1761  * Lock part of the cache affected by the insertion.
1762  *
1763  * This means vnodelocks for dvp, vp and the relevant bucketlock.
1764  * However, insertion can result in removal of an old entry. In this
1765  * case we have an additional vnode and bucketlock pair to lock.
1766  *
1767  * That is, in the worst case we have to lock 3 vnodes and 2 bucketlocks, while
1768  * preserving the locking order (smaller address first).
1769  */
1770 static void
1771 cache_enter_lock(struct celockstate *cel, struct vnode *dvp, struct vnode *vp,
1772     uint32_t hash)
1773 {
1774         struct namecache *ncp;
1775         struct mtx *blps[2];
1776
1777         blps[0] = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1778         for (;;) {
1779                 blps[1] = NULL;
1780                 cache_lock_vnodes_cel(cel, dvp, vp);
1781                 if (vp == NULL || vp->v_type != VDIR)
1782                         break;
1783                 ncp = vp->v_cache_dd;
1784                 if (ncp == NULL)
1785                         break;
1786                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
1787                         break;
1788                 MPASS(ncp->nc_dvp == vp);
1789                 blps[1] = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1790                 if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1791                         break;
1792                 if (cache_lock_vnodes_cel_3(cel, ncp->nc_vp))
1793                         break;
1794                 /*
1795                  * All vnodes got re-locked. Re-validate the state and if
1796                  * nothing changed we are done. Otherwise restart.
1797                  */
1798                 if (ncp == vp->v_cache_dd &&
1799                     (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0 &&
1800                     blps[1] == NCP2BUCKETLOCK(ncp) &&
1801                     VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp) == cel->vlp[2])
1802                         break;
1803                 cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1804                 cel->vlp[0] = NULL;
1805                 cel->vlp[1] = NULL;
1806                 cel->vlp[2] = NULL;
1807         }
1808         cache_lock_buckets_cel(cel, blps[0], blps[1]);
1809 }
1810
1811 static void
1812 cache_enter_lock_dd(struct celockstate *cel, struct vnode *dvp, struct vnode *vp,
1813     uint32_t hash)
1814 {
1815         struct namecache *ncp;
1816         struct mtx *blps[2];
1817
1818         blps[0] = HASH2BUCKETLOCK(hash);
1819         for (;;) {
1820                 blps[1] = NULL;
1821                 cache_lock_vnodes_cel(cel, dvp, vp);
1822                 ncp = dvp->v_cache_dd;
1823                 if (ncp == NULL)
1824                         break;
1825                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
1826                         break;
1827                 MPASS(ncp->nc_dvp == dvp);
1828                 blps[1] = NCP2BUCKETLOCK(ncp);
1829                 if (ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE)
1830                         break;
1831                 if (cache_lock_vnodes_cel_3(cel, ncp->nc_vp))
1832                         break;
1833                 if (ncp == dvp->v_cache_dd &&
1834                     (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0 &&
1835                     blps[1] == NCP2BUCKETLOCK(ncp) &&
1836                     VP2VNODELOCK(ncp->nc_vp) == cel->vlp[2])
1837                         break;
1838                 cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1839                 cel->vlp[0] = NULL;
1840                 cel->vlp[1] = NULL;
1841                 cel->vlp[2] = NULL;
1842         }
1843         cache_lock_buckets_cel(cel, blps[0], blps[1]);
1844 }
1845
1846 static void
1847 cache_enter_unlock(struct celockstate *cel)
1848 {
1849
1850         cache_unlock_buckets_cel(cel);
1851         cache_unlock_vnodes_cel(cel);
1852 }
1853
1854 static void __noinline
1855 cache_enter_dotdot_prep(struct vnode *dvp, struct vnode *vp,
1856     struct componentname *cnp)
1857 {
1858         struct celockstate cel;
1859         struct namecache *ncp;
1860         uint32_t hash;
1861         int len;
1862
1863         if (dvp->v_cache_dd == NULL)
1864                 return;
1865         len = cnp->cn_namelen;
1866         cache_celockstate_init(&cel);
1867         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, len, dvp);
1868         cache_enter_lock_dd(&cel, dvp, vp, hash);
1869         vn_seqc_write_begin(dvp);
1870         ncp = dvp->v_cache_dd;
1871         if (ncp != NULL && (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT)) {
1872                 KASSERT(ncp->nc_dvp == dvp, ("wrong isdotdot parent"));
1873                 cache_zap_locked(ncp);
1874         } else {
1875                 ncp = NULL;
1876         }
1877         dvp->v_cache_dd = NULL;
1878         vn_seqc_write_end(dvp);
1879         cache_enter_unlock(&cel);
1880         if (ncp != NULL)
1881                 cache_free(ncp);
1882 }
1883
1884 /*
1885  * Add an entry to the cache.
1886  */
1887 void
1888 cache_enter_time(struct vnode *dvp, struct vnode *vp, struct componentname *cnp,
1889     struct timespec *tsp, struct timespec *dtsp)
1890 {
1891         struct celockstate cel;
1892         struct namecache *ncp, *n2, *ndd;
1893         struct namecache_ts *ncp_ts;
1894         struct nchashhead *ncpp;
1895         uint32_t hash;
1896         int flag;
1897         int len;
1898         u_long lnumcache;
1899
1900         VNPASS(!VN_IS_DOOMED(dvp), dvp);
1901         VNPASS(dvp->v_type != VNON, dvp);
1902         if (vp != NULL) {
1903                 VNPASS(!VN_IS_DOOMED(vp), vp);
1904                 VNPASS(vp->v_type != VNON, vp);
1905         }
1906
1907 #ifdef DEBUG_CACHE
1908         if (__predict_false(!doingcache))
1909                 return;
1910 #endif
1911
1912         flag = 0;
1913         if (__predict_false(cnp->cn_nameptr[0] == '.')) {
1914                 if (cnp->cn_namelen == 1)
1915                         return;
1916                 if (cnp->cn_namelen == 2 && cnp->cn_nameptr[1] == '.') {
1917                         cache_enter_dotdot_prep(dvp, vp, cnp);
1918                         flag = NCF_ISDOTDOT;
1919                 }
1920         }
1921
1922         /*
1923          * Avoid blowout in namecache entries.
1924          */
1925         lnumcache = atomic_fetchadd_long(&numcache, 1) + 1;
1926         if (__predict_false(lnumcache >= ncsize)) {
1927                 atomic_subtract_long(&numcache, 1);
1928                 counter_u64_add(numdrops, 1);
1929                 return;
1930         }
1931
1932         cache_celockstate_init(&cel);
1933         ndd = NULL;
1934         ncp_ts = NULL;
1935
1936         /*
1937          * Calculate the hash key and setup as much of the new
1938          * namecache entry as possible before acquiring the lock.
1939          */
1940         ncp = cache_alloc(cnp->cn_namelen, tsp != NULL);
1941         ncp->nc_flag = flag | NCF_WIP;
1942         ncp->nc_vp = vp;
1943         if (vp == NULL)
1944                 cache_negative_init(ncp);
1945         ncp->nc_dvp = dvp;
1946         if (tsp != NULL) {
1947                 ncp_ts = __containerof(ncp, struct namecache_ts, nc_nc);
1948                 ncp_ts->nc_time = *tsp;
1949                 ncp_ts->nc_ticks = ticks;
1950                 ncp_ts->nc_nc.nc_flag |= NCF_TS;
1951                 if (dtsp != NULL) {
1952                         ncp_ts->nc_dotdottime = *dtsp;
1953                         ncp_ts->nc_nc.nc_flag |= NCF_DTS;
1954                 }
1955         }
1956         len = ncp->nc_nlen = cnp->cn_namelen;
1957         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, len, dvp);
1958         memcpy(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, len);
1959         ncp->nc_name[len] = '\0';
1960         cache_enter_lock(&cel, dvp, vp, hash);
1961
1962         /*
1963          * See if this vnode or negative entry is already in the cache
1964          * with this name.  This can happen with concurrent lookups of
1965          * the same path name.
1966          */
1967         ncpp = NCHHASH(hash);
1968         CK_SLIST_FOREACH(n2, ncpp, nc_hash) {
1969                 if (n2->nc_dvp == dvp &&
1970                     n2->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
1971                     !bcmp(n2->nc_name, cnp->cn_nameptr, n2->nc_nlen)) {
1972                         MPASS(cache_ncp_canuse(n2));
1973                         if ((n2->nc_flag & NCF_NEGATIVE) != 0)
1974                                 KASSERT(vp == NULL,
1975                                     ("%s: found entry pointing to a different vnode (%p != %p)",
1976                                     __func__, NULL, vp));
1977                         else
1978                                 KASSERT(n2->nc_vp == vp,
1979                                     ("%s: found entry pointing to a different vnode (%p != %p)",
1980                                     __func__, n2->nc_vp, vp));
1981                         /*
1982                          * Entries are supposed to be immutable unless in the
1983                          * process of getting destroyed. Accommodating for
1984                          * changing timestamps is possible but not worth it.
1985                          * This should be harmless in terms of correctness, in
1986                          * the worst case resulting in an earlier expiration.
1987                          * Alternatively, the found entry can be replaced
1988                          * altogether.
1989                          */
1990                         MPASS((n2->nc_flag & (NCF_TS | NCF_DTS)) == (ncp->nc_flag & (NCF_TS | NCF_DTS)));
1991 #if 0
1992                         if (tsp != NULL) {
1993                                 KASSERT((n2->nc_flag & NCF_TS) != 0,
1994                                     ("no NCF_TS"));
1995                                 n2_ts = __containerof(n2, struct namecache_ts, nc_nc);
1996                                 n2_ts->nc_time = ncp_ts->nc_time;
1997                                 n2_ts->nc_ticks = ncp_ts->nc_ticks;
1998                                 if (dtsp != NULL) {
1999                                         n2_ts->nc_dotdottime = ncp_ts->nc_dotdottime;
2000                                         n2_ts->nc_nc.nc_flag |= NCF_DTS;
2001                                 }
2002                         }
2003 #endif
2004                         goto out_unlock_free;
2005                 }
2006         }
2007
2008         if (flag == NCF_ISDOTDOT) {
2009                 /*
2010                  * See if we are trying to add .. entry, but some other lookup
2011                  * has populated v_cache_dd pointer already.
2012                  */
2013                 if (dvp->v_cache_dd != NULL)
2014                         goto out_unlock_free;
2015                 KASSERT(vp == NULL || vp->v_type == VDIR,
2016                     ("wrong vnode type %p", vp));
2017                 vn_seqc_write_begin(dvp);
2018                 dvp->v_cache_dd = ncp;
2019                 vn_seqc_write_end(dvp);
2020         }
2021
2022         if (vp != NULL) {
2023                 if (flag != NCF_ISDOTDOT) {
2024                         /*
2025                          * For this case, the cache entry maps both the
2026                          * directory name in it and the name ".." for the
2027                          * directory's parent.
2028                          */
2029                         vn_seqc_write_begin(vp);
2030                         if ((ndd = vp->v_cache_dd) != NULL) {
2031                                 if ((ndd->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0)
2032                                         cache_zap_locked(ndd);
2033                                 else
2034                                         ndd = NULL;
2035                         }
2036                         vp->v_cache_dd = ncp;
2037                         vn_seqc_write_end(vp);
2038                 } else if (vp->v_type != VDIR) {
2039                         if (vp->v_cache_dd != NULL) {
2040                                 vn_seqc_write_begin(vp);
2041                                 vp->v_cache_dd = NULL;
2042                                 vn_seqc_write_end(vp);
2043                         }
2044                 }
2045         }
2046
2047         if (flag != NCF_ISDOTDOT) {
2048                 if (LIST_EMPTY(&dvp->v_cache_src)) {
2049                         vhold(dvp);
2050                         counter_u64_add(numcachehv, 1);
2051                 }
2052                 LIST_INSERT_HEAD(&dvp->v_cache_src, ncp, nc_src);
2053         }
2054
2055         /*
2056          * If the entry is "negative", we place it into the
2057          * "negative" cache queue, otherwise, we place it into the
2058          * destination vnode's cache entries queue.
2059          */
2060         if (vp != NULL) {
2061                 TAILQ_INSERT_HEAD(&vp->v_cache_dst, ncp, nc_dst);
2062                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, enter, done, dvp, ncp->nc_name,
2063                     vp);
2064         } else {
2065                 if (cnp->cn_flags & ISWHITEOUT)
2066                         ncp->nc_flag |= NCF_WHITE;
2067                 cache_negative_insert(ncp);
2068                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, enter_negative, done, dvp,
2069                     ncp->nc_name);
2070         }
2071
2072         /*
2073          * Insert the new namecache entry into the appropriate chain
2074          * within the cache entries table.
2075          */
2076         CK_SLIST_INSERT_HEAD(ncpp, ncp, nc_hash);
2077
2078         atomic_thread_fence_rel();
2079         /*
2080          * Mark the entry as fully constructed.
2081          * It is immutable past this point until its removal.
2082          */
2083         atomic_store_char(&ncp->nc_flag, ncp->nc_flag & ~NCF_WIP);
2084
2085         cache_enter_unlock(&cel);
2086         if (numneg * ncnegfactor > lnumcache)
2087                 cache_negative_zap_one();
2088         if (ndd != NULL)
2089                 cache_free(ndd);
2090         return;
2091 out_unlock_free:
2092         cache_enter_unlock(&cel);
2093         atomic_subtract_long(&numcache, 1);
2094         cache_free(ncp);
2095         return;
2096 }
2097
2098 static u_int
2099 cache_roundup_2(u_int val)
2100 {
2101         u_int res;
2102
2103         for (res = 1; res <= val; res <<= 1)
2104                 continue;
2105
2106         return (res);
2107 }
2108
2109 static struct nchashhead *
2110 nchinittbl(u_long elements, u_long *hashmask)
2111 {
2112         struct nchashhead *hashtbl;
2113         u_long hashsize, i;
2114
2115         hashsize = cache_roundup_2(elements) / 2;
2116
2117         hashtbl = malloc((u_long)hashsize * sizeof(*hashtbl), M_VFSCACHE, M_WAITOK);
2118         for (i = 0; i < hashsize; i++)
2119                 CK_SLIST_INIT(&hashtbl[i]);
2120         *hashmask = hashsize - 1;
2121         return (hashtbl);
2122 }
2123
2124 static void
2125 ncfreetbl(struct nchashhead *hashtbl)
2126 {
2127
2128         free(hashtbl, M_VFSCACHE);
2129 }
2130
2131 /*
2132  * Name cache initialization, from vfs_init() when we are booting
2133  */
2134 static void
2135 nchinit(void *dummy __unused)
2136 {
2137         u_int i;
2138
2139         cache_zone_small = uma_zcreate("S VFS Cache", CACHE_ZONE_SMALL_SIZE,
2140             NULL, NULL, NULL, NULL, CACHE_ZONE_ALIGNMENT, UMA_ZONE_ZINIT);
2141         cache_zone_small_ts = uma_zcreate("STS VFS Cache", CACHE_ZONE_SMALL_TS_SIZE,
2142             NULL, NULL, NULL, NULL, CACHE_ZONE_ALIGNMENT, UMA_ZONE_ZINIT);
2143         cache_zone_large = uma_zcreate("L VFS Cache", CACHE_ZONE_LARGE_SIZE,
2144             NULL, NULL, NULL, NULL, CACHE_ZONE_ALIGNMENT, UMA_ZONE_ZINIT);
2145         cache_zone_large_ts = uma_zcreate("LTS VFS Cache", CACHE_ZONE_LARGE_TS_SIZE,
2146             NULL, NULL, NULL, NULL, CACHE_ZONE_ALIGNMENT, UMA_ZONE_ZINIT);
2147
2148         VFS_SMR_ZONE_SET(cache_zone_small);
2149         VFS_SMR_ZONE_SET(cache_zone_small_ts);
2150         VFS_SMR_ZONE_SET(cache_zone_large);
2151         VFS_SMR_ZONE_SET(cache_zone_large_ts);
2152
2153         ncsize = desiredvnodes * ncsizefactor;
2154         nchashtbl = nchinittbl(desiredvnodes * 2, &nchash);
2155         ncbuckethash = cache_roundup_2(mp_ncpus * mp_ncpus) - 1;
2156         if (ncbuckethash < 7) /* arbitrarily chosen to avoid having one lock */
2157                 ncbuckethash = 7;
2158         if (ncbuckethash > nchash)
2159                 ncbuckethash = nchash;
2160         bucketlocks = malloc(sizeof(*bucketlocks) * numbucketlocks, M_VFSCACHE,
2161             M_WAITOK | M_ZERO);
2162         for (i = 0; i < numbucketlocks; i++)
2163                 mtx_init(&bucketlocks[i], "ncbuc", NULL, MTX_DUPOK | MTX_RECURSE);
2164         ncvnodehash = ncbuckethash;
2165         vnodelocks = malloc(sizeof(*vnodelocks) * numvnodelocks, M_VFSCACHE,
2166             M_WAITOK | M_ZERO);
2167         for (i = 0; i < numvnodelocks; i++)
2168                 mtx_init(&vnodelocks[i], "ncvn", NULL, MTX_DUPOK | MTX_RECURSE);
2169
2170         for (i = 0; i < numneglists; i++) {
2171                 mtx_init(&neglists[i].nl_lock, "ncnegl", NULL, MTX_DEF);
2172                 TAILQ_INIT(&neglists[i].nl_list);
2173                 TAILQ_INIT(&neglists[i].nl_hotlist);
2174         }
2175
2176         mtx_init(&ncneg_shrink_lock, "ncnegs", NULL, MTX_DEF);
2177 }
2178 SYSINIT(vfs, SI_SUB_VFS, SI_ORDER_SECOND, nchinit, NULL);
2179
2180 void
2181 cache_vnode_init(struct vnode *vp)
2182 {
2183
2184         LIST_INIT(&vp->v_cache_src);
2185         TAILQ_INIT(&vp->v_cache_dst);
2186         vp->v_cache_dd = NULL;
2187         cache_prehash(vp);
2188 }
2189
2190 void
2191 cache_changesize(u_long newmaxvnodes)
2192 {
2193         struct nchashhead *new_nchashtbl, *old_nchashtbl;
2194         u_long new_nchash, old_nchash;
2195         struct namecache *ncp;
2196         uint32_t hash;
2197         u_long newncsize;
2198         int i;
2199
2200         newncsize = newmaxvnodes * ncsizefactor;
2201         newmaxvnodes = cache_roundup_2(newmaxvnodes * 2);
2202         if (newmaxvnodes < numbucketlocks)
2203                 newmaxvnodes = numbucketlocks;
2204
2205         new_nchashtbl = nchinittbl(newmaxvnodes, &new_nchash);
2206         /* If same hash table size, nothing to do */
2207         if (nchash == new_nchash) {
2208                 ncfreetbl(new_nchashtbl);
2209                 return;
2210         }
2211         /*
2212          * Move everything from the old hash table to the new table.
2213          * None of the namecache entries in the table can be removed
2214          * because to do so, they have to be removed from the hash table.
2215          */
2216         cache_lock_all_vnodes();
2217         cache_lock_all_buckets();
2218         old_nchashtbl = nchashtbl;
2219         old_nchash = nchash;
2220         nchashtbl = new_nchashtbl;
2221         nchash = new_nchash;
2222         for (i = 0; i <= old_nchash; i++) {
2223                 while ((ncp = CK_SLIST_FIRST(&old_nchashtbl[i])) != NULL) {
2224                         hash = cache_get_hash(ncp->nc_name, ncp->nc_nlen,
2225                             ncp->nc_dvp);
2226                         CK_SLIST_REMOVE(&old_nchashtbl[i], ncp, namecache, nc_hash);
2227                         CK_SLIST_INSERT_HEAD(NCHHASH(hash), ncp, nc_hash);
2228                 }
2229         }
2230         ncsize = newncsize;
2231         cache_unlock_all_buckets();
2232         cache_unlock_all_vnodes();
2233         ncfreetbl(old_nchashtbl);
2234 }
2235
2236 /*
2237  * Invalidate all entries from and to a particular vnode.
2238  */
2239 static void
2240 cache_purge_impl(struct vnode *vp)
2241 {
2242         TAILQ_HEAD(, namecache) ncps;
2243         struct namecache *ncp, *nnp;
2244         struct mtx *vlp, *vlp2;
2245
2246         TAILQ_INIT(&ncps);
2247         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
2248         vlp2 = NULL;
2249         mtx_lock(vlp);
2250 retry:
2251         while (!LIST_EMPTY(&vp->v_cache_src)) {
2252                 ncp = LIST_FIRST(&vp->v_cache_src);
2253                 if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, vp, &vlp2))
2254                         goto retry;
2255                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
2256         }
2257         while (!TAILQ_EMPTY(&vp->v_cache_dst)) {
2258                 ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_cache_dst);
2259                 if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, vp, &vlp2))
2260                         goto retry;
2261                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
2262         }
2263         ncp = vp->v_cache_dd;
2264         if (ncp != NULL) {
2265                 KASSERT(ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT,
2266                    ("lost dotdot link"));
2267                 if (!cache_zap_locked_vnode_kl2(ncp, vp, &vlp2))
2268                         goto retry;
2269                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
2270         }
2271         KASSERT(vp->v_cache_dd == NULL, ("incomplete purge"));
2272         mtx_unlock(vlp);
2273         if (vlp2 != NULL)
2274                 mtx_unlock(vlp2);
2275         TAILQ_FOREACH_SAFE(ncp, &ncps, nc_dst, nnp) {
2276                 cache_free(ncp);
2277         }
2278 }
2279
2280 /*
2281  * Opportunistic check to see if there is anything to do.
2282  */
2283 static bool
2284 cache_has_entries(struct vnode *vp)
2285 {
2286
2287         if (LIST_EMPTY(&vp->v_cache_src) && TAILQ_EMPTY(&vp->v_cache_dst) &&
2288             vp->v_cache_dd == NULL)
2289                 return (false);
2290         return (true);
2291 }
2292
2293 void
2294 cache_purge(struct vnode *vp)
2295 {
2296
2297         SDT_PROBE1(vfs, namecache, purge, done, vp);
2298         if (!cache_has_entries(vp))
2299                 return;
2300         cache_purge_impl(vp);
2301 }
2302
2303 /*
2304  * Only to be used by vgone.
2305  */
2306 void
2307 cache_purge_vgone(struct vnode *vp)
2308 {
2309         struct mtx *vlp;
2310
2311         VNPASS(VN_IS_DOOMED(vp), vp);
2312         if (cache_has_entries(vp)) {
2313                 cache_purge_impl(vp);
2314                 return;
2315         }
2316
2317         /*
2318          * Serialize against a potential thread doing cache_purge.
2319          */
2320         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
2321         mtx_wait_unlocked(vlp);
2322         if (cache_has_entries(vp)) {
2323                 cache_purge_impl(vp);
2324                 return;
2325         }
2326         return;
2327 }
2328
2329 /*
2330  * Invalidate all negative entries for a particular directory vnode.
2331  */
2332 void
2333 cache_purge_negative(struct vnode *vp)
2334 {
2335         TAILQ_HEAD(, namecache) ncps;
2336         struct namecache *ncp, *nnp;
2337         struct mtx *vlp;
2338
2339         SDT_PROBE1(vfs, namecache, purge_negative, done, vp);
2340         if (LIST_EMPTY(&vp->v_cache_src))
2341                 return;
2342         TAILQ_INIT(&ncps);
2343         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
2344         mtx_lock(vlp);
2345         LIST_FOREACH_SAFE(ncp, &vp->v_cache_src, nc_src, nnp) {
2346                 if (!(ncp->nc_flag & NCF_NEGATIVE))
2347                         continue;
2348                 cache_zap_negative_locked_vnode_kl(ncp, vp);
2349                 TAILQ_INSERT_TAIL(&ncps, ncp, nc_dst);
2350         }
2351         mtx_unlock(vlp);
2352         TAILQ_FOREACH_SAFE(ncp, &ncps, nc_dst, nnp) {
2353                 cache_free(ncp);
2354         }
2355 }
2356
2357 void
2358 cache_rename(struct vnode *fdvp, struct vnode *fvp, struct vnode *tdvp,
2359     struct vnode *tvp, struct componentname *fcnp, struct componentname *tcnp)
2360 {
2361
2362         ASSERT_VOP_IN_SEQC(fdvp);
2363         ASSERT_VOP_IN_SEQC(fvp);
2364         ASSERT_VOP_IN_SEQC(tdvp);
2365         if (tvp != NULL)
2366                 ASSERT_VOP_IN_SEQC(tvp);
2367
2368         cache_purge(fvp);
2369         if (tvp != NULL) {
2370                 cache_purge(tvp);
2371                 KASSERT(!cache_remove_cnp(tdvp, tcnp),
2372                     ("%s: lingering negative entry", __func__));
2373         } else {
2374                 cache_remove_cnp(tdvp, tcnp);
2375         }
2376 }
2377
2378 /*
2379  * Flush all entries referencing a particular filesystem.
2380  */
2381 void
2382 cache_purgevfs(struct mount *mp)
2383 {
2384         struct vnode *vp, *mvp;
2385
2386         SDT_PROBE1(vfs, namecache, purgevfs, done, mp);
2387         /*
2388          * Somewhat wasteful iteration over all vnodes. Would be better to
2389          * support filtering and avoid the interlock to begin with.
2390          */
2391         MNT_VNODE_FOREACH_ALL(vp, mp, mvp) {
2392                 if (!cache_has_entries(vp)) {
2393                         VI_UNLOCK(vp);
2394                         continue;
2395                 }
2396                 vholdl(vp);
2397                 VI_UNLOCK(vp);
2398                 cache_purge(vp);
2399                 vdrop(vp);
2400         }
2401 }
2402
2403 /*
2404  * Perform canonical checks and cache lookup and pass on to filesystem
2405  * through the vop_cachedlookup only if needed.
2406  */
2407
2408 int
2409 vfs_cache_lookup(struct vop_lookup_args *ap)
2410 {
2411         struct vnode *dvp;
2412         int error;
2413         struct vnode **vpp = ap->a_vpp;
2414         struct componentname *cnp = ap->a_cnp;
2415         int flags = cnp->cn_flags;
2416
2417         *vpp = NULL;
2418         dvp = ap->a_dvp;
2419
2420         if (dvp->v_type != VDIR)
2421                 return (ENOTDIR);
2422
2423         if ((flags & ISLASTCN) && (dvp->v_mount->mnt_flag & MNT_RDONLY) &&
2424             (cnp->cn_nameiop == DELETE || cnp->cn_nameiop == RENAME))
2425                 return (EROFS);
2426
2427         error = vn_dir_check_exec(dvp, cnp);
2428         if (error != 0)
2429                 return (error);
2430
2431         error = cache_lookup(dvp, vpp, cnp, NULL, NULL);
2432         if (error == 0)
2433                 return (VOP_CACHEDLOOKUP(dvp, vpp, cnp));
2434         if (error == -1)
2435                 return (0);
2436         return (error);
2437 }
2438
2439 /* Implementation of the getcwd syscall. */
2440 int
2441 sys___getcwd(struct thread *td, struct __getcwd_args *uap)
2442 {
2443         char *buf, *retbuf;
2444         size_t buflen;
2445         int error;
2446
2447         buflen = uap->buflen;
2448         if (__predict_false(buflen < 2))
2449                 return (EINVAL);
2450         if (buflen > MAXPATHLEN)
2451                 buflen = MAXPATHLEN;
2452
2453         buf = uma_zalloc(namei_zone, M_WAITOK);
2454         error = vn_getcwd(buf, &retbuf, &buflen);
2455         if (error == 0)
2456                 error = copyout(retbuf, uap->buf, buflen);
2457         uma_zfree(namei_zone, buf);
2458         return (error);
2459 }
2460
2461 int
2462 vn_getcwd(char *buf, char **retbuf, size_t *buflen)
2463 {
2464         struct pwd *pwd;
2465         int error;
2466
2467         vfs_smr_enter();
2468         pwd = pwd_get_smr();
2469         error = vn_fullpath_any_smr(pwd->pwd_cdir, pwd->pwd_rdir, buf, retbuf,
2470             buflen, false, 0);
2471         VFS_SMR_ASSERT_NOT_ENTERED();
2472         if (error < 0) {
2473                 pwd = pwd_hold(curthread);
2474                 error = vn_fullpath_any(pwd->pwd_cdir, pwd->pwd_rdir, buf,
2475                     retbuf, buflen);
2476                 pwd_drop(pwd);
2477         }
2478
2479 #ifdef KTRACE
2480         if (KTRPOINT(curthread, KTR_NAMEI) && error == 0)
2481                 ktrnamei(*retbuf);
2482 #endif
2483         return (error);
2484 }
2485
2486 static int
2487 kern___realpathat(struct thread *td, int fd, const char *path, char *buf,
2488     size_t size, int flags, enum uio_seg pathseg)
2489 {
2490         struct nameidata nd;
2491         char *retbuf, *freebuf;
2492         int error;
2493
2494         if (flags != 0)
2495                 return (EINVAL);
2496         NDINIT_ATRIGHTS(&nd, LOOKUP, FOLLOW | SAVENAME | WANTPARENT | AUDITVNODE1,
2497             pathseg, path, fd, &cap_fstat_rights, td);
2498         if ((error = namei(&nd)) != 0)
2499                 return (error);
2500         error = vn_fullpath_hardlink(&nd, &retbuf, &freebuf, &size);
2501         if (error == 0) {
2502                 error = copyout(retbuf, buf, size);
2503                 free(freebuf, M_TEMP);
2504         }
2505         NDFREE(&nd, 0);
2506         return (error);
2507 }
2508
2509 int
2510 sys___realpathat(struct thread *td, struct __realpathat_args *uap)
2511 {
2512
2513         return (kern___realpathat(td, uap->fd, uap->path, uap->buf, uap->size,
2514             uap->flags, UIO_USERSPACE));
2515 }
2516
2517 /*
2518  * Retrieve the full filesystem path that correspond to a vnode from the name
2519  * cache (if available)
2520  */
2521 int
2522 vn_fullpath(struct vnode *vp, char **retbuf, char **freebuf)
2523 {
2524         struct pwd *pwd;
2525         char *buf;
2526         size_t buflen;
2527         int error;
2528
2529         if (__predict_false(vp == NULL))
2530                 return (EINVAL);
2531
2532         buflen = MAXPATHLEN;
2533         buf = malloc(buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
2534         vfs_smr_enter();
2535         pwd = pwd_get_smr();
2536         error = vn_fullpath_any_smr(vp, pwd->pwd_rdir, buf, retbuf, &buflen, false, 0);
2537         VFS_SMR_ASSERT_NOT_ENTERED();
2538         if (error < 0) {
2539                 pwd = pwd_hold(curthread);
2540                 error = vn_fullpath_any(vp, pwd->pwd_rdir, buf, retbuf, &buflen);
2541                 pwd_drop(pwd);
2542         }
2543         if (error == 0)
2544                 *freebuf = buf;
2545         else
2546                 free(buf, M_TEMP);
2547         return (error);
2548 }
2549
2550 /*
2551  * This function is similar to vn_fullpath, but it attempts to lookup the
2552  * pathname relative to the global root mount point.  This is required for the
2553  * auditing sub-system, as audited pathnames must be absolute, relative to the
2554  * global root mount point.
2555  */
2556 int
2557 vn_fullpath_global(struct vnode *vp, char **retbuf, char **freebuf)
2558 {
2559         char *buf;
2560         size_t buflen;
2561         int error;
2562
2563         if (__predict_false(vp == NULL))
2564                 return (EINVAL);
2565         buflen = MAXPATHLEN;
2566         buf = malloc(buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
2567         vfs_smr_enter();
2568         error = vn_fullpath_any_smr(vp, rootvnode, buf, retbuf, &buflen, false, 0);
2569         VFS_SMR_ASSERT_NOT_ENTERED();
2570         if (error < 0) {
2571                 error = vn_fullpath_any(vp, rootvnode, buf, retbuf, &buflen);
2572         }
2573         if (error == 0)
2574                 *freebuf = buf;
2575         else
2576                 free(buf, M_TEMP);
2577         return (error);
2578 }
2579
2580 static struct namecache *
2581 vn_dd_from_dst(struct vnode *vp)
2582 {
2583         struct namecache *ncp;
2584
2585         cache_assert_vnode_locked(vp);
2586         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_cache_dst, nc_dst) {
2587                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
2588                         return (ncp);
2589         }
2590         return (NULL);
2591 }
2592
2593 int
2594 vn_vptocnp(struct vnode **vp, struct ucred *cred, char *buf, size_t *buflen)
2595 {
2596         struct vnode *dvp;
2597         struct namecache *ncp;
2598         struct mtx *vlp;
2599         int error;
2600
2601         vlp = VP2VNODELOCK(*vp);
2602         mtx_lock(vlp);
2603         ncp = (*vp)->v_cache_dd;
2604         if (ncp != NULL && (ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0) {
2605                 KASSERT(ncp == vn_dd_from_dst(*vp),
2606                     ("%s: mismatch for dd entry (%p != %p)", __func__,
2607                     ncp, vn_dd_from_dst(*vp)));
2608         } else {
2609                 ncp = vn_dd_from_dst(*vp);
2610         }
2611         if (ncp != NULL) {
2612                 if (*buflen < ncp->nc_nlen) {
2613                         mtx_unlock(vlp);
2614                         vrele(*vp);
2615                         counter_u64_add(numfullpathfail4, 1);
2616                         error = ENOMEM;
2617                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, error,
2618                             vp, NULL);
2619                         return (error);
2620                 }
2621                 *buflen -= ncp->nc_nlen;
2622                 memcpy(buf + *buflen, ncp->nc_name, ncp->nc_nlen);
2623                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, hit, ncp->nc_dvp,
2624                     ncp->nc_name, vp);
2625                 dvp = *vp;
2626                 *vp = ncp->nc_dvp;
2627                 vref(*vp);
2628                 mtx_unlock(vlp);
2629                 vrele(dvp);
2630                 return (0);
2631         }
2632         SDT_PROBE1(vfs, namecache, fullpath, miss, vp);
2633
2634         mtx_unlock(vlp);
2635         vn_lock(*vp, LK_SHARED | LK_RETRY);
2636         error = VOP_VPTOCNP(*vp, &dvp, cred, buf, buflen);
2637         vput(*vp);
2638         if (error) {
2639                 counter_u64_add(numfullpathfail2, 1);
2640                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return,  error, vp, NULL);
2641                 return (error);
2642         }
2643
2644         *vp = dvp;
2645         if (VN_IS_DOOMED(dvp)) {
2646                 /* forced unmount */
2647                 vrele(dvp);
2648                 error = ENOENT;
2649                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, error, vp, NULL);
2650                 return (error);
2651         }
2652         /*
2653          * *vp has its use count incremented still.
2654          */
2655
2656         return (0);
2657 }
2658
2659 /*
2660  * Resolve a directory to a pathname.
2661  *
2662  * The name of the directory can always be found in the namecache or fetched
2663  * from the filesystem. There is also guaranteed to be only one parent, meaning
2664  * we can just follow vnodes up until we find the root.
2665  *
2666  * The vnode must be referenced.
2667  */
2668 static int
2669 vn_fullpath_dir(struct vnode *vp, struct vnode *rdir, char *buf, char **retbuf,
2670     size_t *len, bool slash_prefixed, size_t addend)
2671 {
2672 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2673         struct vnode *startvp = vp;
2674 #endif
2675         struct vnode *vp1;
2676         size_t buflen;
2677         int error;
2678
2679         VNPASS(vp->v_type == VDIR || VN_IS_DOOMED(vp), vp);
2680         VNPASS(vp->v_usecount > 0, vp);
2681
2682         buflen = *len;
2683
2684         if (!slash_prefixed) {
2685                 MPASS(*len >= 2);
2686                 buflen--;
2687                 buf[buflen] = '\0';
2688         }
2689
2690         error = 0;
2691
2692         SDT_PROBE1(vfs, namecache, fullpath, entry, vp);
2693         counter_u64_add(numfullpathcalls, 1);
2694         while (vp != rdir && vp != rootvnode) {
2695                 /*
2696                  * The vp vnode must be already fully constructed,
2697                  * since it is either found in namecache or obtained
2698                  * from VOP_VPTOCNP().  We may test for VV_ROOT safely
2699                  * without obtaining the vnode lock.
2700                  */
2701                 if ((vp->v_vflag & VV_ROOT) != 0) {
2702                         vn_lock(vp, LK_RETRY | LK_SHARED);
2703
2704                         /*
2705                          * With the vnode locked, check for races with
2706                          * unmount, forced or not.  Note that we
2707                          * already verified that vp is not equal to
2708                          * the root vnode, which means that
2709                          * mnt_vnodecovered can be NULL only for the
2710                          * case of unmount.
2711                          */
2712                         if (VN_IS_DOOMED(vp) ||
2713                             (vp1 = vp->v_mount->mnt_vnodecovered) == NULL ||
2714                             vp1->v_mountedhere != vp->v_mount) {
2715                                 vput(vp);
2716                                 error = ENOENT;
2717                                 SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return,
2718                                     error, vp, NULL);
2719                                 break;
2720                         }
2721
2722                         vref(vp1);
2723                         vput(vp);
2724                         vp = vp1;
2725                         continue;
2726                 }
2727                 if (vp->v_type != VDIR) {
2728                         vrele(vp);
2729                         counter_u64_add(numfullpathfail1, 1);
2730                         error = ENOTDIR;
2731                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return,
2732                             error, vp, NULL);
2733                         break;
2734                 }
2735                 error = vn_vptocnp(&vp, curthread->td_ucred, buf, &buflen);
2736                 if (error)
2737                         break;
2738                 if (buflen == 0) {
2739                         vrele(vp);
2740                         error = ENOMEM;
2741                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, error,
2742                             startvp, NULL);
2743                         break;
2744                 }
2745                 buf[--buflen] = '/';
2746                 slash_prefixed = true;
2747         }
2748         if (error)
2749                 return (error);
2750         if (!slash_prefixed) {
2751                 if (buflen == 0) {
2752                         vrele(vp);
2753                         counter_u64_add(numfullpathfail4, 1);
2754                         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, ENOMEM,
2755                             startvp, NULL);
2756                         return (ENOMEM);
2757                 }
2758                 buf[--buflen] = '/';
2759         }
2760         counter_u64_add(numfullpathfound, 1);
2761         vrele(vp);
2762
2763         *retbuf = buf + buflen;
2764         SDT_PROBE3(vfs, namecache, fullpath, return, 0, startvp, *retbuf);
2765         *len -= buflen;
2766         *len += addend;
2767         return (0);
2768 }
2769
2770 /*
2771  * Resolve an arbitrary vnode to a pathname.
2772  *
2773  * Note 2 caveats:
2774  * - hardlinks are not tracked, thus if the vnode is not a directory this can
2775  *   resolve to a different path than the one used to find it
2776  * - namecache is not mandatory, meaning names are not guaranteed to be added
2777  *   (in which case resolving fails)
2778  */
2779 static void __inline
2780 cache_rev_failed_impl(int *reason, int line)
2781 {
2782
2783         *reason = line;
2784 }
2785 #define cache_rev_failed(var)   cache_rev_failed_impl((var), __LINE__)
2786
2787 static int
2788 vn_fullpath_any_smr(struct vnode *vp, struct vnode *rdir, char *buf,
2789     char **retbuf, size_t *buflen, bool slash_prefixed, size_t addend)
2790 {
2791 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2792         struct vnode *startvp = vp;
2793 #endif
2794         struct vnode *tvp;
2795         struct mount *mp;
2796         struct namecache *ncp;
2797         size_t orig_buflen;
2798         int reason;
2799         int error;
2800 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2801         int i;
2802 #endif
2803         seqc_t vp_seqc, tvp_seqc;
2804         u_char nc_flag;
2805
2806         VFS_SMR_ASSERT_ENTERED();
2807
2808         if (!cache_fast_revlookup) {
2809                 vfs_smr_exit();
2810                 return (-1);
2811         }
2812
2813         orig_buflen = *buflen;
2814
2815         if (!slash_prefixed) {
2816                 MPASS(*buflen >= 2);
2817                 *buflen -= 1;
2818                 buf[*buflen] = '\0';
2819         }
2820
2821         if (vp == rdir || vp == rootvnode) {
2822                 if (!slash_prefixed) {
2823                         *buflen -= 1;
2824                         buf[*buflen] = '/';
2825                 }
2826                 goto out_ok;
2827         }
2828
2829 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2830         i = 0;
2831 #endif
2832         error = -1;
2833         ncp = NULL; /* for sdt probe down below */
2834         vp_seqc = vn_seqc_read_any(vp);
2835         if (seqc_in_modify(vp_seqc)) {
2836                 cache_rev_failed(&reason);
2837                 goto out_abort;
2838         }
2839
2840         for (;;) {
2841 #ifdef KDTRACE_HOOKS
2842                 i++;
2843 #endif
2844                 if ((vp->v_vflag & VV_ROOT) != 0) {
2845                         mp = atomic_load_ptr(&vp->v_mount);
2846                         if (mp == NULL) {
2847                                 cache_rev_failed(&reason);
2848                                 goto out_abort;
2849                         }
2850                         tvp = atomic_load_ptr(&mp->mnt_vnodecovered);
2851                         tvp_seqc = vn_seqc_read_any(tvp);
2852                         if (seqc_in_modify(tvp_seqc)) {
2853                                 cache_rev_failed(&reason);
2854                                 goto out_abort;
2855                         }
2856                         if (!vn_seqc_consistent(vp, vp_seqc)) {
2857                                 cache_rev_failed(&reason);
2858                                 goto out_abort;
2859                         }
2860                         vp = tvp;
2861                         vp_seqc = tvp_seqc;
2862                         continue;
2863                 }
2864                 ncp = atomic_load_ptr(&vp->v_cache_dd);
2865                 if (ncp == NULL) {
2866                         cache_rev_failed(&reason);
2867                         goto out_abort;
2868                 }
2869                 nc_flag = atomic_load_char(&ncp->nc_flag);
2870                 if ((nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0) {
2871                         cache_rev_failed(&reason);
2872                         goto out_abort;
2873                 }
2874                 if (!cache_ncp_canuse(ncp)) {
2875                         cache_rev_failed(&reason);
2876                         goto out_abort;
2877                 }
2878                 if (ncp->nc_nlen >= *buflen) {
2879                         cache_rev_failed(&reason);
2880                         error = ENOMEM;
2881                         goto out_abort;
2882                 }
2883                 *buflen -= ncp->nc_nlen;
2884                 memcpy(buf + *buflen, ncp->nc_name, ncp->nc_nlen);
2885                 *buflen -= 1;
2886                 buf[*buflen] = '/';
2887                 tvp = ncp->nc_dvp;
2888                 tvp_seqc = vn_seqc_read_any(tvp);
2889                 if (seqc_in_modify(tvp_seqc)) {
2890                         cache_rev_failed(&reason);
2891                         goto out_abort;
2892                 }
2893                 if (!vn_seqc_consistent(vp, vp_seqc)) {
2894                         cache_rev_failed(&reason);
2895                         goto out_abort;
2896                 }
2897                 vp = tvp;
2898                 vp_seqc = tvp_seqc;
2899                 if (vp == rdir || vp == rootvnode)
2900                         break;
2901         }
2902 out_ok:
2903         vfs_smr_exit();
2904         *retbuf = buf + *buflen;
2905         *buflen = orig_buflen - *buflen + addend;
2906         SDT_PROBE2(vfs, namecache, fullpath_smr, hit, startvp, *retbuf);
2907         return (0);
2908
2909 out_abort:
2910         *buflen = orig_buflen;
2911         SDT_PROBE4(vfs, namecache, fullpath_smr, miss, startvp, ncp, reason, i);
2912         vfs_smr_exit();
2913         return (error);
2914 }
2915
2916 static int
2917 vn_fullpath_any(struct vnode *vp, struct vnode *rdir, char *buf, char **retbuf,
2918     size_t *buflen)
2919 {
2920         size_t orig_buflen;
2921         bool slash_prefixed;
2922         int error;
2923
2924         if (*buflen < 2)
2925                 return (EINVAL);
2926
2927         orig_buflen = *buflen;
2928
2929         vref(vp);
2930         slash_prefixed = false;
2931         if (vp->v_type != VDIR) {
2932                 *buflen -= 1;
2933                 buf[*buflen] = '\0';
2934                 error = vn_vptocnp(&vp, curthread->td_ucred, buf, buflen);
2935                 if (error)
2936                         return (error);
2937                 if (*buflen == 0) {
2938                         vrele(vp);
2939                         return (ENOMEM);
2940                 }
2941                 *buflen -= 1;
2942                 buf[*buflen] = '/';
2943                 slash_prefixed = true;
2944         }
2945
2946         return (vn_fullpath_dir(vp, rdir, buf, retbuf, buflen, slash_prefixed,
2947             orig_buflen - *buflen));
2948 }
2949
2950 /*
2951  * Resolve an arbitrary vnode to a pathname (taking care of hardlinks).
2952  *
2953  * Since the namecache does not track handlings, the caller is expected to first
2954  * look up the target vnode with SAVENAME | WANTPARENT flags passed to namei.
2955  *
2956  * Then we have 2 cases:
2957  * - if the found vnode is a directory, the path can be constructed just by
2958  *   fullowing names up the chain
2959  * - otherwise we populate the buffer with the saved name and start resolving
2960  *   from the parent
2961  */
2962 static int
2963 vn_fullpath_hardlink(struct nameidata *ndp, char **retbuf, char **freebuf,
2964     size_t *buflen)
2965 {
2966         char *buf, *tmpbuf;
2967         struct pwd *pwd;
2968         struct componentname *cnp;
2969         struct vnode *vp;
2970         size_t addend;
2971         int error;
2972         bool slash_prefixed;
2973         enum vtype type;
2974
2975         if (*buflen < 2)
2976                 return (EINVAL);
2977         if (*buflen > MAXPATHLEN)
2978                 *buflen = MAXPATHLEN;
2979
2980         slash_prefixed = false;
2981
2982         buf = malloc(*buflen, M_TEMP, M_WAITOK);
2983
2984         addend = 0;
2985         vp = ndp->ni_vp;
2986         /*
2987          * Check for VBAD to work around the vp_crossmp bug in lookup().
2988          *
2989          * For example consider tmpfs on /tmp and realpath /tmp. ni_vp will be
2990          * set to mount point's root vnode while ni_dvp will be vp_crossmp.
2991          * If the type is VDIR (like in this very case) we can skip looking
2992          * at ni_dvp in the first place. However, since vnodes get passed here
2993          * unlocked the target may transition to doomed state (type == VBAD)
2994          * before we get to evaluate the condition. If this happens, we will
2995          * populate part of the buffer and descend to vn_fullpath_dir with
2996          * vp == vp_crossmp. Prevent the problem by checking for VBAD.
2997          *
2998          * This should be atomic_load(&vp->v_type) but it is ilegal to take
2999          * an address of a bit field, even if said field is sized to char.
3000          * Work around the problem by reading the value into a full-sized enum
3001          * and then re-reading it with atomic_load which will still prevent
3002          * the compiler from re-reading down the road.
3003          */
3004         type = vp->v_type;
3005         type = atomic_load_int(&type);
3006         if (type == VBAD) {
3007                 error = ENOENT;
3008                 goto out_bad;
3009         }
3010         if (type != VDIR) {
3011                 cnp = &ndp->ni_cnd;
3012                 addend = cnp->cn_namelen + 2;
3013                 if (*buflen < addend) {
3014                         error = ENOMEM;
3015                         goto out_bad;
3016                 }
3017                 *buflen -= addend;
3018                 tmpbuf = buf + *buflen;
3019                 tmpbuf[0] = '/';
3020                 memcpy(&tmpbuf[1], cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen);
3021                 tmpbuf[addend - 1] = '\0';
3022                 slash_prefixed = true;
3023                 vp = ndp->ni_dvp;
3024         }
3025
3026         vfs_smr_enter();
3027         pwd = pwd_get_smr();
3028         error = vn_fullpath_any_smr(vp, pwd->pwd_rdir, buf, retbuf, buflen,
3029             slash_prefixed, addend);
3030         VFS_SMR_ASSERT_NOT_ENTERED();
3031         if (error < 0) {
3032                 pwd = pwd_hold(curthread);
3033                 vref(vp);
3034                 error = vn_fullpath_dir(vp, pwd->pwd_rdir, buf, retbuf, buflen,
3035                     slash_prefixed, addend);
3036                 pwd_drop(pwd);
3037                 if (error != 0)
3038                         goto out_bad;
3039         }
3040
3041         *freebuf = buf;
3042
3043         return (0);
3044 out_bad:
3045         free(buf, M_TEMP);
3046         return (error);
3047 }
3048
3049 struct vnode *
3050 vn_dir_dd_ino(struct vnode *vp)
3051 {
3052         struct namecache *ncp;
3053         struct vnode *ddvp;
3054         struct mtx *vlp;
3055         enum vgetstate vs;
3056
3057         ASSERT_VOP_LOCKED(vp, "vn_dir_dd_ino");
3058         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
3059         mtx_lock(vlp);
3060         TAILQ_FOREACH(ncp, &(vp->v_cache_dst), nc_dst) {
3061                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0)
3062                         continue;
3063                 ddvp = ncp->nc_dvp;
3064                 vs = vget_prep(ddvp);
3065                 mtx_unlock(vlp);
3066                 if (vget_finish(ddvp, LK_SHARED | LK_NOWAIT, vs))
3067                         return (NULL);
3068                 return (ddvp);
3069         }
3070         mtx_unlock(vlp);
3071         return (NULL);
3072 }
3073
3074 int
3075 vn_commname(struct vnode *vp, char *buf, u_int buflen)
3076 {
3077         struct namecache *ncp;
3078         struct mtx *vlp;
3079         int l;
3080
3081         vlp = VP2VNODELOCK(vp);
3082         mtx_lock(vlp);
3083         TAILQ_FOREACH(ncp, &vp->v_cache_dst, nc_dst)
3084                 if ((ncp->nc_flag & NCF_ISDOTDOT) == 0)
3085                         break;
3086         if (ncp == NULL) {
3087                 mtx_unlock(vlp);
3088                 return (ENOENT);
3089         }
3090         l = min(ncp->nc_nlen, buflen - 1);
3091         memcpy(buf, ncp->nc_name, l);
3092         mtx_unlock(vlp);
3093         buf[l] = '\0';
3094         return (0);
3095 }
3096
3097 /*
3098  * This function updates path string to vnode's full global path
3099  * and checks the size of the new path string against the pathlen argument.
3100  *
3101  * Requires a locked, referenced vnode.
3102  * Vnode is re-locked on success or ENODEV, otherwise unlocked.
3103  *
3104  * If vp is a directory, the call to vn_fullpath_global() always succeeds
3105  * because it falls back to the ".." lookup if the namecache lookup fails.
3106  */
3107 int
3108 vn_path_to_global_path(struct thread *td, struct vnode *vp, char *path,
3109     u_int pathlen)
3110 {
3111         struct nameidata nd;
3112         struct vnode *vp1;
3113         char *rpath, *fbuf;
3114         int error;
3115
3116         ASSERT_VOP_ELOCKED(vp, __func__);
3117
3118         /* Construct global filesystem path from vp. */
3119         VOP_UNLOCK(vp);
3120         error = vn_fullpath_global(vp, &rpath, &fbuf);
3121
3122         if (error != 0) {
3123                 vrele(vp);
3124                 return (error);
3125         }
3126
3127         if (strlen(rpath) >= pathlen) {
3128                 vrele(vp);
3129                 error = ENAMETOOLONG;
3130                 goto out;
3131         }
3132
3133         /*
3134          * Re-lookup the vnode by path to detect a possible rename.
3135          * As a side effect, the vnode is relocked.
3136          * If vnode was renamed, return ENOENT.
3137          */
3138         NDINIT(&nd, LOOKUP, FOLLOW | LOCKLEAF | AUDITVNODE1,
3139             UIO_SYSSPACE, path, td);
3140         error = namei(&nd);
3141         if (error != 0) {
3142                 vrele(vp);
3143                 goto out;
3144         }
3145         NDFREE(&nd, NDF_ONLY_PNBUF);
3146         vp1 = nd.ni_vp;
3147         vrele(vp);
3148         if (vp1 == vp)
3149                 strcpy(path, rpath);
3150         else {
3151                 vput(vp1);
3152                 error = ENOENT;
3153         }
3154
3155 out:
3156         free(fbuf, M_TEMP);
3157         return (error);
3158 }
3159
3160 #ifdef DDB
3161 static void
3162 db_print_vpath(struct vnode *vp)
3163 {
3164
3165         while (vp != NULL) {
3166                 db_printf("%p: ", vp);
3167                 if (vp == rootvnode) {
3168                         db_printf("/");
3169                         vp = NULL;
3170                 } else {
3171                         if (vp->v_vflag & VV_ROOT) {
3172                                 db_printf("<mount point>");
3173                                 vp = vp->v_mount->mnt_vnodecovered;
3174                         } else {
3175                                 struct namecache *ncp;
3176                                 char *ncn;
3177                                 int i;
3178
3179                                 ncp = TAILQ_FIRST(&vp->v_cache_dst);
3180                                 if (ncp != NULL) {
3181                                         ncn = ncp->nc_name;
3182                                         for (i = 0; i < ncp->nc_nlen; i++)
3183                                                 db_printf("%c", *ncn++);
3184                                         vp = ncp->nc_dvp;
3185                                 } else {
3186                                         vp = NULL;
3187                                 }
3188                         }
3189                 }
3190                 db_printf("\n");
3191         }
3192
3193         return;
3194 }
3195
3196 DB_SHOW_COMMAND(vpath, db_show_vpath)
3197 {
3198         struct vnode *vp;
3199
3200         if (!have_addr) {
3201                 db_printf("usage: show vpath <struct vnode *>\n");
3202                 return;
3203         }
3204
3205         vp = (struct vnode *)addr;
3206         db_print_vpath(vp);
3207 }
3208
3209 #endif
3210
3211 static bool __read_frequently cache_fast_lookup = true;
3212 SYSCTL_BOOL(_vfs, OID_AUTO, cache_fast_lookup, CTLFLAG_RW,
3213     &cache_fast_lookup, 0, "");
3214
3215 #define CACHE_FPL_FAILED        -2020
3216
3217 static void
3218 cache_fpl_cleanup_cnp(struct componentname *cnp)
3219 {
3220
3221         uma_zfree(namei_zone, cnp->cn_pnbuf);
3222 #ifdef DIAGNOSTIC
3223         cnp->cn_pnbuf = NULL;
3224         cnp->cn_nameptr = NULL;
3225 #endif
3226 }
3227
3228 static void
3229 cache_fpl_handle_root(struct nameidata *ndp, struct vnode **dpp)
3230 {
3231         struct componentname *cnp;
3232
3233         cnp = &ndp->ni_cnd;
3234         while (*(cnp->cn_nameptr) == '/') {
3235                 cnp->cn_nameptr++;
3236                 ndp->ni_pathlen--;
3237         }
3238
3239         *dpp = ndp->ni_rootdir;
3240 }
3241
3242 /*
3243  * Components of nameidata (or objects it can point to) which may
3244  * need restoring in case fast path lookup fails.
3245  */
3246 struct nameidata_saved {
3247         long cn_namelen;
3248         char *cn_nameptr;
3249         size_t ni_pathlen;
3250         int cn_flags;
3251 };
3252
3253 struct cache_fpl {
3254         struct nameidata *ndp;
3255         struct componentname *cnp;
3256         struct pwd *pwd;
3257         struct vnode *dvp;
3258         struct vnode *tvp;
3259         seqc_t dvp_seqc;
3260         seqc_t tvp_seqc;
3261         struct nameidata_saved snd;
3262         int line;
3263         enum cache_fpl_status status:8;
3264         bool in_smr;
3265         bool fsearch;
3266 };
3267
3268 static void
3269 cache_fpl_checkpoint(struct cache_fpl *fpl, struct nameidata_saved *snd)
3270 {
3271
3272         snd->cn_flags = fpl->ndp->ni_cnd.cn_flags;
3273         snd->cn_namelen = fpl->ndp->ni_cnd.cn_namelen;
3274         snd->cn_nameptr = fpl->ndp->ni_cnd.cn_nameptr;
3275         snd->ni_pathlen = fpl->ndp->ni_pathlen;
3276 }
3277
3278 static void
3279 cache_fpl_restore(struct cache_fpl *fpl, struct nameidata_saved *snd)
3280 {
3281
3282         fpl->ndp->ni_cnd.cn_flags = snd->cn_flags;
3283         fpl->ndp->ni_cnd.cn_namelen = snd->cn_namelen;
3284         fpl->ndp->ni_cnd.cn_nameptr = snd->cn_nameptr;
3285         fpl->ndp->ni_pathlen = snd->ni_pathlen;
3286 }
3287
3288 #ifdef INVARIANTS
3289 #define cache_fpl_smr_assert_entered(fpl) ({                    \
3290         struct cache_fpl *_fpl = (fpl);                         \
3291         MPASS(_fpl->in_smr == true);                            \
3292         VFS_SMR_ASSERT_ENTERED();                               \
3293 })
3294 #define cache_fpl_smr_assert_not_entered(fpl) ({                \
3295         struct cache_fpl *_fpl = (fpl);                         \
3296         MPASS(_fpl->in_smr == false);                           \
3297         VFS_SMR_ASSERT_NOT_ENTERED();                           \
3298 })
3299 #else
3300 #define cache_fpl_smr_assert_entered(fpl) do { } while (0)
3301 #define cache_fpl_smr_assert_not_entered(fpl) do { } while (0)
3302 #endif
3303
3304 #define cache_fpl_smr_enter_initial(fpl) ({                     \
3305         struct cache_fpl *_fpl = (fpl);                         \
3306         vfs_smr_enter();                                        \
3307         _fpl->in_smr = true;                                    \
3308 })
3309
3310 #define cache_fpl_smr_enter(fpl) ({                             \
3311         struct cache_fpl *_fpl = (fpl);                         \
3312         MPASS(_fpl->in_smr == false);                           \
3313         vfs_smr_enter();                                        \
3314         _fpl->in_smr = true;                                    \
3315 })
3316
3317 #define cache_fpl_smr_exit(fpl) ({                              \
3318         struct cache_fpl *_fpl = (fpl);                         \
3319         MPASS(_fpl->in_smr == true);                            \
3320         vfs_smr_exit();                                         \
3321         _fpl->in_smr = false;                                   \
3322 })
3323
3324 static int
3325 cache_fpl_aborted_impl(struct cache_fpl *fpl, int line)
3326 {
3327
3328         if (fpl->status != CACHE_FPL_STATUS_UNSET) {
3329                 KASSERT(fpl->status == CACHE_FPL_STATUS_PARTIAL,
3330                     ("%s: converting to abort from %d at %d, set at %d\n",
3331                     __func__, fpl->status, line, fpl->line));
3332         }
3333         fpl->status = CACHE_FPL_STATUS_ABORTED;
3334         fpl->line = line;
3335         return (CACHE_FPL_FAILED);
3336 }
3337
3338 #define cache_fpl_aborted(x)    cache_fpl_aborted_impl((x), __LINE__)
3339
3340 static int
3341 cache_fpl_partial_impl(struct cache_fpl *fpl, int line)
3342 {
3343
3344         KASSERT(fpl->status == CACHE_FPL_STATUS_UNSET,
3345             ("%s: setting to partial at %d, but already set to %d at %d\n",
3346             __func__, line, fpl->status, fpl->line));
3347         cache_fpl_smr_assert_entered(fpl);
3348         fpl->status = CACHE_FPL_STATUS_PARTIAL;
3349         fpl->line = line;
3350         return (CACHE_FPL_FAILED);
3351 }
3352
3353 #define cache_fpl_partial(x)    cache_fpl_partial_impl((x), __LINE__)
3354
3355 static int
3356 cache_fpl_handled_impl(struct cache_fpl *fpl, int error, int line)
3357 {
3358
3359         KASSERT(fpl->status == CACHE_FPL_STATUS_UNSET,
3360             ("%s: setting to handled at %d, but already set to %d at %d\n",
3361             __func__, line, fpl->status, fpl->line));
3362         cache_fpl_smr_assert_not_entered(fpl);
3363         MPASS(error != CACHE_FPL_FAILED);
3364         fpl->status = CACHE_FPL_STATUS_HANDLED;
3365         fpl->line = line;
3366         return (error);
3367 }
3368
3369 #define cache_fpl_handled(x, e) cache_fpl_handled_impl((x), (e), __LINE__)
3370
3371 #define CACHE_FPL_SUPPORTED_CN_FLAGS \
3372         (LOCKLEAF | LOCKPARENT | WANTPARENT | NOCACHE | FOLLOW | LOCKSHARED | SAVENAME | \
3373          SAVESTART | WILLBEDIR | ISOPEN | NOMACCHECK | AUDITVNODE1 | AUDITVNODE2 | NOCAPCHECK)
3374
3375 #define CACHE_FPL_INTERNAL_CN_FLAGS \
3376         (ISDOTDOT | MAKEENTRY | ISLASTCN)
3377
3378 _Static_assert((CACHE_FPL_SUPPORTED_CN_FLAGS & CACHE_FPL_INTERNAL_CN_FLAGS) == 0,
3379     "supported and internal flags overlap");
3380
3381 static bool
3382 cache_fpl_islastcn(struct nameidata *ndp)
3383 {
3384
3385         return (*ndp->ni_next == 0);
3386 }
3387
3388 static bool
3389 cache_fpl_isdotdot(struct componentname *cnp)
3390 {
3391
3392         if (cnp->cn_namelen == 2 &&
3393             cnp->cn_nameptr[1] == '.' && cnp->cn_nameptr[0] == '.')
3394                 return (true);
3395         return (false);
3396 }
3397
3398 static bool
3399 cache_can_fplookup(struct cache_fpl *fpl)
3400 {
3401         struct nameidata *ndp;
3402         struct componentname *cnp;
3403         struct thread *td;
3404
3405         ndp = fpl->ndp;
3406         cnp = fpl->cnp;
3407         td = cnp->cn_thread;
3408
3409         if (!cache_fast_lookup) {
3410                 cache_fpl_aborted(fpl);
3411                 return (false);
3412         }
3413 #ifdef MAC
3414         if (mac_vnode_check_lookup_enabled()) {
3415                 cache_fpl_aborted(fpl);
3416                 return (false);
3417         }
3418 #endif
3419         if ((cnp->cn_flags & ~CACHE_FPL_SUPPORTED_CN_FLAGS) != 0) {
3420                 cache_fpl_aborted(fpl);
3421                 return (false);
3422         }
3423         if (IN_CAPABILITY_MODE(td)) {
3424                 cache_fpl_aborted(fpl);
3425                 return (false);
3426         }
3427         if (AUDITING_TD(td)) {
3428                 cache_fpl_aborted(fpl);
3429                 return (false);
3430         }
3431         if (ndp->ni_startdir != NULL) {
3432                 cache_fpl_aborted(fpl);
3433                 return (false);
3434         }
3435         return (true);
3436 }
3437
3438 static int
3439 cache_fplookup_dirfd(struct cache_fpl *fpl, struct vnode **vpp)
3440 {
3441         struct nameidata *ndp;
3442         int error;
3443         bool fsearch;
3444
3445         ndp = fpl->ndp;
3446         error = fgetvp_lookup_smr(ndp->ni_dirfd, ndp, vpp, &fsearch);
3447         if (__predict_false(error != 0)) {
3448                 cache_fpl_smr_exit(fpl);
3449                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3450         }
3451         fpl->fsearch = fsearch;
3452         return (0);
3453 }
3454
3455 static bool
3456 cache_fplookup_vnode_supported(struct vnode *vp)
3457 {
3458
3459         return (vp->v_type != VLNK);
3460 }
3461
3462 static int __noinline
3463 cache_fplookup_negative_promote(struct cache_fpl *fpl, struct namecache *oncp,
3464     uint32_t hash)
3465 {
3466         struct componentname *cnp;
3467         struct vnode *dvp;
3468
3469         cnp = fpl->cnp;
3470         dvp = fpl->dvp;
3471
3472         cache_fpl_smr_exit(fpl);
3473         if (cache_negative_promote_cond(dvp, cnp, oncp, hash))
3474                 return (cache_fpl_handled(fpl, ENOENT));
3475         else
3476                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3477 }
3478
3479 /*
3480  * The target vnode is not supported, prepare for the slow path to take over.
3481  */
3482 static int __noinline
3483 cache_fplookup_partial_setup(struct cache_fpl *fpl)
3484 {
3485         struct nameidata *ndp;
3486         struct componentname *cnp;
3487         enum vgetstate dvs;
3488         struct vnode *dvp;
3489         struct pwd *pwd;
3490         seqc_t dvp_seqc;
3491
3492         ndp = fpl->ndp;
3493         cnp = fpl->cnp;
3494         pwd = fpl->pwd;
3495         dvp = fpl->dvp;
3496         dvp_seqc = fpl->dvp_seqc;
3497
3498         if (!pwd_hold_smr(pwd)) {
3499                 cache_fpl_smr_exit(fpl);
3500                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3501         }
3502
3503         dvs = vget_prep_smr(dvp);
3504         cache_fpl_smr_exit(fpl);
3505         if (__predict_false(dvs == VGET_NONE)) {
3506                 pwd_drop(pwd);
3507                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3508         }
3509
3510         vget_finish_ref(dvp, dvs);
3511         if (!vn_seqc_consistent(dvp, dvp_seqc)) {
3512                 vrele(dvp);
3513                 pwd_drop(pwd);
3514                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3515         }
3516
3517         cache_fpl_restore(fpl, &fpl->snd);
3518
3519         ndp->ni_startdir = dvp;
3520         cnp->cn_flags |= MAKEENTRY;
3521         if (cache_fpl_islastcn(ndp))
3522                 cnp->cn_flags |= ISLASTCN;
3523         if (cache_fpl_isdotdot(cnp))
3524                 cnp->cn_flags |= ISDOTDOT;
3525
3526         return (0);
3527 }
3528
3529 static int
3530 cache_fplookup_final_child(struct cache_fpl *fpl, enum vgetstate tvs)
3531 {
3532         struct componentname *cnp;
3533         struct vnode *tvp;
3534         seqc_t tvp_seqc;
3535         int error, lkflags;
3536
3537         cnp = fpl->cnp;
3538         tvp = fpl->tvp;
3539         tvp_seqc = fpl->tvp_seqc;
3540
3541         if ((cnp->cn_flags & LOCKLEAF) != 0) {
3542                 lkflags = LK_SHARED;
3543                 if ((cnp->cn_flags & LOCKSHARED) == 0)
3544                         lkflags = LK_EXCLUSIVE;
3545                 error = vget_finish(tvp, lkflags, tvs);
3546                 if (__predict_false(error != 0)) {
3547                         return (cache_fpl_aborted(fpl));
3548                 }
3549         } else {
3550                 vget_finish_ref(tvp, tvs);
3551         }
3552
3553         if (!vn_seqc_consistent(tvp, tvp_seqc)) {
3554                 if ((cnp->cn_flags & LOCKLEAF) != 0)
3555                         vput(tvp);
3556                 else
3557                         vrele(tvp);
3558                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3559         }
3560
3561         return (cache_fpl_handled(fpl, 0));
3562 }
3563
3564 /*
3565  * They want to possibly modify the state of the namecache.
3566  *
3567  * Don't try to match the API contract, just leave.
3568  * TODO: this leaves scalability on the table
3569  */
3570 static int
3571 cache_fplookup_final_modifying(struct cache_fpl *fpl)
3572 {
3573         struct componentname *cnp;
3574
3575         cnp = fpl->cnp;
3576         MPASS(cnp->cn_nameiop != LOOKUP);
3577         return (cache_fpl_partial(fpl));
3578 }
3579
3580 static int __noinline
3581 cache_fplookup_final_withparent(struct cache_fpl *fpl)
3582 {
3583         struct componentname *cnp;
3584         enum vgetstate dvs, tvs;
3585         struct vnode *dvp, *tvp;
3586         seqc_t dvp_seqc;
3587         int error;
3588
3589         cnp = fpl->cnp;
3590         dvp = fpl->dvp;
3591         dvp_seqc = fpl->dvp_seqc;
3592         tvp = fpl->tvp;
3593
3594         MPASS((cnp->cn_flags & (LOCKPARENT|WANTPARENT)) != 0);
3595
3596         /*
3597          * This is less efficient than it can be for simplicity.
3598          */
3599         dvs = vget_prep_smr(dvp);
3600         if (__predict_false(dvs == VGET_NONE)) {
3601                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3602         }
3603         tvs = vget_prep_smr(tvp);
3604         if (__predict_false(tvs == VGET_NONE)) {
3605                 cache_fpl_smr_exit(fpl);
3606                 vget_abort(dvp, dvs);
3607                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3608         }
3609
3610         cache_fpl_smr_exit(fpl);
3611
3612         if ((cnp->cn_flags & LOCKPARENT) != 0) {
3613                 error = vget_finish(dvp, LK_EXCLUSIVE, dvs);
3614                 if (__predict_false(error != 0)) {
3615                         vget_abort(tvp, tvs);
3616                         return (cache_fpl_aborted(fpl));
3617                 }
3618         } else {
3619                 vget_finish_ref(dvp, dvs);
3620         }
3621
3622         if (!vn_seqc_consistent(dvp, dvp_seqc)) {
3623                 vget_abort(tvp, tvs);
3624                 if ((cnp->cn_flags & LOCKPARENT) != 0)
3625                         vput(dvp);
3626                 else
3627                         vrele(dvp);
3628                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3629         }
3630
3631         error = cache_fplookup_final_child(fpl, tvs);
3632         if (__predict_false(error != 0)) {
3633                 MPASS(fpl->status == CACHE_FPL_STATUS_ABORTED);
3634                 if ((cnp->cn_flags & LOCKPARENT) != 0)
3635                         vput(dvp);
3636                 else
3637                         vrele(dvp);
3638                 return (error);
3639         }
3640
3641         MPASS(fpl->status == CACHE_FPL_STATUS_HANDLED);
3642         return (0);
3643 }
3644
3645 static int
3646 cache_fplookup_final(struct cache_fpl *fpl)
3647 {
3648         struct componentname *cnp;
3649         enum vgetstate tvs;
3650         struct vnode *dvp, *tvp;
3651         seqc_t dvp_seqc;
3652
3653         cnp = fpl->cnp;
3654         dvp = fpl->dvp;
3655         dvp_seqc = fpl->dvp_seqc;
3656         tvp = fpl->tvp;
3657
3658         VNPASS(cache_fplookup_vnode_supported(dvp), dvp);
3659
3660         if (cnp->cn_nameiop != LOOKUP) {
3661                 return (cache_fplookup_final_modifying(fpl));
3662         }
3663
3664         if ((cnp->cn_flags & (LOCKPARENT|WANTPARENT)) != 0)
3665                 return (cache_fplookup_final_withparent(fpl));
3666
3667         tvs = vget_prep_smr(tvp);
3668         if (__predict_false(tvs == VGET_NONE)) {
3669                 return (cache_fpl_partial(fpl));
3670         }
3671
3672         if (!vn_seqc_consistent(dvp, dvp_seqc)) {
3673                 cache_fpl_smr_exit(fpl);
3674                 vget_abort(tvp, tvs);
3675                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3676         }
3677
3678         cache_fpl_smr_exit(fpl);
3679         return (cache_fplookup_final_child(fpl, tvs));
3680 }
3681
3682 static int __noinline
3683 cache_fplookup_dot(struct cache_fpl *fpl)
3684 {
3685         struct vnode *dvp;
3686
3687         dvp = fpl->dvp;
3688
3689         fpl->tvp = dvp;
3690         fpl->tvp_seqc = vn_seqc_read_any(dvp);
3691         if (seqc_in_modify(fpl->tvp_seqc)) {
3692                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3693         }
3694
3695         counter_u64_add(dothits, 1);
3696         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ".", dvp);
3697
3698         return (0);
3699 }
3700
3701 static int __noinline
3702 cache_fplookup_dotdot(struct cache_fpl *fpl)
3703 {
3704         struct nameidata *ndp;
3705         struct componentname *cnp;
3706         struct namecache *ncp;
3707         struct vnode *dvp;
3708         struct prison *pr;
3709         u_char nc_flag;
3710
3711         ndp = fpl->ndp;
3712         cnp = fpl->cnp;
3713         dvp = fpl->dvp;
3714
3715         /*
3716          * XXX this is racy the same way regular lookup is
3717          */
3718         for (pr = cnp->cn_cred->cr_prison; pr != NULL;
3719             pr = pr->pr_parent)
3720                 if (dvp == pr->pr_root)
3721                         break;
3722
3723         if (dvp == ndp->ni_rootdir ||
3724             dvp == ndp->ni_topdir ||
3725             dvp == rootvnode ||
3726             pr != NULL) {
3727                 fpl->tvp = dvp;
3728                 fpl->tvp_seqc = vn_seqc_read_any(dvp);
3729                 if (seqc_in_modify(fpl->tvp_seqc)) {
3730                         return (cache_fpl_aborted(fpl));
3731                 }
3732                 return (0);
3733         }
3734
3735         if ((dvp->v_vflag & VV_ROOT) != 0) {
3736                 /*
3737                  * TODO
3738                  * The opposite of climb mount is needed here.
3739                  */
3740                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3741         }
3742
3743         ncp = atomic_load_ptr(&dvp->v_cache_dd);
3744         if (ncp == NULL) {
3745                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3746         }
3747
3748         nc_flag = atomic_load_char(&ncp->nc_flag);
3749         if ((nc_flag & NCF_ISDOTDOT) != 0) {
3750                 if ((nc_flag & NCF_NEGATIVE) != 0)
3751                         return (cache_fpl_aborted(fpl));
3752                 fpl->tvp = ncp->nc_vp;
3753         } else {
3754                 fpl->tvp = ncp->nc_dvp;
3755         }
3756
3757         if (__predict_false(!cache_ncp_canuse(ncp))) {
3758                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
3759         }
3760
3761         fpl->tvp_seqc = vn_seqc_read_any(fpl->tvp);
3762         if (seqc_in_modify(fpl->tvp_seqc)) {
3763                 return (cache_fpl_partial(fpl));
3764         }
3765
3766         counter_u64_add(dotdothits, 1);
3767         return (0);
3768 }
3769
3770 static int
3771 cache_fplookup_next(struct cache_fpl *fpl)
3772 {
3773         struct componentname *cnp;
3774         struct namecache *ncp;
3775         struct negstate *ns;
3776         struct vnode *dvp, *tvp;
3777         u_char nc_flag;
3778         uint32_t hash;
3779         bool neg_hot;
3780
3781         cnp = fpl->cnp;
3782         dvp = fpl->dvp;
3783
3784         if (__predict_false(cnp->cn_namelen == 1 && cnp->cn_nameptr[0] == '.')) {
3785                 return (cache_fplookup_dot(fpl));
3786         }
3787
3788         hash = cache_get_hash(cnp->cn_nameptr, cnp->cn_namelen, dvp);
3789
3790         CK_SLIST_FOREACH(ncp, (NCHHASH(hash)), nc_hash) {
3791                 if (ncp->nc_dvp == dvp && ncp->nc_nlen == cnp->cn_namelen &&
3792                     !bcmp(ncp->nc_name, cnp->cn_nameptr, ncp->nc_nlen))
3793                         break;
3794         }
3795
3796         /*
3797          * If there is no entry we have to punt to the slow path to perform
3798          * actual lookup. Should there be nothing with this name a negative
3799          * entry will be created.
3800          */
3801         if (__predict_false(ncp == NULL)) {
3802                 return (cache_fpl_partial(fpl));
3803         }
3804
3805         tvp = atomic_load_ptr(&ncp->nc_vp);
3806         nc_flag = atomic_load_char(&ncp->nc_flag);
3807         if ((nc_flag & NCF_NEGATIVE) != 0) {
3808                 /*
3809                  * If they want to create an entry we need to replace this one.
3810                  */
3811                 if (__predict_false(fpl->cnp->cn_nameiop != LOOKUP)) {
3812                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3813                 }
3814                 ns = NCP2NEGSTATE(ncp);
3815                 neg_hot = ((ns->neg_flag & NEG_HOT) != 0);
3816                 if (__predict_false(!cache_ncp_canuse(ncp))) {
3817                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3818                 }
3819                 if (__predict_false((nc_flag & NCF_WHITE) != 0)) {
3820                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3821                 }
3822                 if (!neg_hot) {
3823                         return (cache_fplookup_negative_promote(fpl, ncp, hash));
3824                 }
3825                 SDT_PROBE2(vfs, namecache, lookup, hit__negative, dvp,
3826                     ncp->nc_name);
3827                 counter_u64_add(numneghits, 1);
3828                 cache_fpl_smr_exit(fpl);
3829                 return (cache_fpl_handled(fpl, ENOENT));
3830         }
3831
3832         if (__predict_false(!cache_ncp_canuse(ncp))) {
3833                 return (cache_fpl_partial(fpl));
3834         }
3835
3836         fpl->tvp = tvp;
3837         fpl->tvp_seqc = vn_seqc_read_any(tvp);
3838         if (seqc_in_modify(fpl->tvp_seqc)) {
3839                 return (cache_fpl_partial(fpl));
3840         }
3841
3842         if (!cache_fplookup_vnode_supported(tvp)) {
3843                 return (cache_fpl_partial(fpl));
3844         }
3845
3846         counter_u64_add(numposhits, 1);
3847         SDT_PROBE3(vfs, namecache, lookup, hit, dvp, ncp->nc_name, tvp);
3848         return (0);
3849 }
3850
3851 static bool
3852 cache_fplookup_mp_supported(struct mount *mp)
3853 {
3854
3855         if (mp == NULL)
3856                 return (false);
3857         if ((mp->mnt_kern_flag & MNTK_FPLOOKUP) == 0)
3858                 return (false);
3859         return (true);
3860 }
3861
3862 /*
3863  * Walk up the mount stack (if any).
3864  *
3865  * Correctness is provided in the following ways:
3866  * - all vnodes are protected from freeing with SMR
3867  * - struct mount objects are type stable making them always safe to access
3868  * - stability of the particular mount is provided by busying it
3869  * - relationship between the vnode which is mounted on and the mount is
3870  *   verified with the vnode sequence counter after busying
3871  * - association between root vnode of the mount and the mount is protected
3872  *   by busy
3873  *
3874  * From that point on we can read the sequence counter of the root vnode
3875  * and get the next mount on the stack (if any) using the same protection.
3876  *
3877  * By the end of successful walk we are guaranteed the reached state was
3878  * indeed present at least at some point which matches the regular lookup.
3879  */
3880 static int __noinline
3881 cache_fplookup_climb_mount(struct cache_fpl *fpl)
3882 {
3883         struct mount *mp, *prev_mp;
3884         struct vnode *vp;
3885         seqc_t vp_seqc;
3886
3887         vp = fpl->tvp;
3888         vp_seqc = fpl->tvp_seqc;
3889
3890         VNPASS(vp->v_type == VDIR || vp->v_type == VBAD, vp);
3891         mp = atomic_load_ptr(&vp->v_mountedhere);
3892         if (mp == NULL)
3893                 return (0);
3894
3895         prev_mp = NULL;
3896         for (;;) {
3897                 if (!vfs_op_thread_enter_crit(mp)) {
3898                         if (prev_mp != NULL)
3899                                 vfs_op_thread_exit_crit(prev_mp);
3900                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3901                 }
3902                 if (prev_mp != NULL)
3903                         vfs_op_thread_exit_crit(prev_mp);
3904                 if (!vn_seqc_consistent(vp, vp_seqc)) {
3905                         vfs_op_thread_exit_crit(mp);
3906                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3907                 }
3908                 if (!cache_fplookup_mp_supported(mp)) {
3909                         vfs_op_thread_exit_crit(mp);
3910                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3911                 }
3912                 vp = atomic_load_ptr(&mp->mnt_rootvnode);
3913                 if (vp == NULL || VN_IS_DOOMED(vp)) {
3914                         vfs_op_thread_exit_crit(mp);
3915                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3916                 }
3917                 vp_seqc = vn_seqc_read_any(vp);
3918                 if (seqc_in_modify(vp_seqc)) {
3919                         vfs_op_thread_exit_crit(mp);
3920                         return (cache_fpl_partial(fpl));
3921                 }
3922                 prev_mp = mp;
3923                 mp = atomic_load_ptr(&vp->v_mountedhere);
3924                 if (mp == NULL)
3925                         break;
3926         }
3927
3928         vfs_op_thread_exit_crit(prev_mp);
3929         fpl->tvp = vp;
3930         fpl->tvp_seqc = vp_seqc;
3931         return (0);
3932 }
3933
3934 static bool
3935 cache_fplookup_need_climb_mount(struct cache_fpl *fpl)
3936 {
3937         struct mount *mp;
3938         struct vnode *vp;
3939
3940         vp = fpl->tvp;
3941
3942         /*
3943          * Hack: while this is a union, the pointer tends to be NULL so save on
3944          * a branch.
3945          */
3946         mp = atomic_load_ptr(&vp->v_mountedhere);
3947         if (mp == NULL)
3948                 return (false);
3949         if (vp->v_type == VDIR)
3950                 return (true);
3951         return (false);
3952 }
3953
3954 /*
3955  * Parse the path.
3956  *
3957  * The code was originally copy-pasted from regular lookup and despite
3958  * clean ups leaves performance on the table. Any modifications here
3959  * must take into account that in case off fallback the resulting
3960  * nameidata state has to be compatible with the original.
3961  */
3962 static int
3963 cache_fplookup_parse(struct cache_fpl *fpl)
3964 {
3965         struct nameidata *ndp;
3966         struct componentname *cnp;
3967         char *cp;
3968
3969         ndp = fpl->ndp;
3970         cnp = fpl->cnp;
3971
3972         /*
3973          * Search a new directory.
3974          *
3975          * The last component of the filename is left accessible via
3976          * cnp->cn_nameptr for callers that need the name. Callers needing
3977          * the name set the SAVENAME flag. When done, they assume
3978          * responsibility for freeing the pathname buffer.
3979          */
3980         for (cp = cnp->cn_nameptr; *cp != 0 && *cp != '/'; cp++)
3981                 continue;
3982         cnp->cn_namelen = cp - cnp->cn_nameptr;
3983         if (__predict_false(cnp->cn_namelen > NAME_MAX)) {
3984                 cache_fpl_smr_exit(fpl);
3985                 return (cache_fpl_handled(fpl, ENAMETOOLONG));
3986         }
3987         ndp->ni_pathlen -= cnp->cn_namelen;
3988         KASSERT(ndp->ni_pathlen <= PATH_MAX,
3989             ("%s: ni_pathlen underflow to %zd\n", __func__, ndp->ni_pathlen));
3990         ndp->ni_next = cp;
3991
3992         /*
3993          * Replace multiple slashes by a single slash and trailing slashes
3994          * by a null.  This must be done before VOP_LOOKUP() because some
3995          * fs's don't know about trailing slashes.  Remember if there were
3996          * trailing slashes to handle symlinks, existing non-directories
3997          * and non-existing files that won't be directories specially later.
3998          */
3999         while (*cp == '/' && (cp[1] == '/' || cp[1] == '\0')) {
4000                 cp++;
4001                 ndp->ni_pathlen--;
4002                 if (*cp == '\0') {
4003                         /*
4004                          * TODO
4005                          * Regular lookup performs the following:
4006                          * *ndp->ni_next = '\0';
4007                          * cnp->cn_flags |= TRAILINGSLASH;
4008                          *
4009                          * Which is problematic since it modifies data read
4010                          * from userspace. Then if fast path lookup was to
4011                          * abort we would have to either restore it or convey
4012                          * the flag. Since this is a corner case just ignore
4013                          * it for simplicity.
4014                          */
4015                         return (cache_fpl_partial(fpl));
4016                 }
4017         }
4018         ndp->ni_next = cp;
4019
4020         /*
4021          * Check for degenerate name (e.g. / or "")
4022          * which is a way of talking about a directory,
4023          * e.g. like "/." or ".".
4024          *
4025          * TODO
4026          * Another corner case handled by the regular lookup
4027          */
4028         if (__predict_false(cnp->cn_nameptr[0] == '\0')) {
4029                 return (cache_fpl_partial(fpl));
4030         }
4031         return (0);
4032 }
4033
4034 static void
4035 cache_fplookup_parse_advance(struct cache_fpl *fpl)
4036 {
4037         struct nameidata *ndp;
4038         struct componentname *cnp;
4039
4040         ndp = fpl->ndp;
4041         cnp = fpl->cnp;
4042
4043         cnp->cn_nameptr = ndp->ni_next;
4044         while (*cnp->cn_nameptr == '/') {
4045                 cnp->cn_nameptr++;
4046                 ndp->ni_pathlen--;
4047         }
4048 }
4049
4050 /*
4051  * See the API contract for VOP_FPLOOKUP_VEXEC.
4052  */
4053 static int __noinline
4054 cache_fplookup_failed_vexec(struct cache_fpl *fpl, int error)
4055 {
4056         struct componentname *cnp;
4057         struct vnode *dvp;
4058         seqc_t dvp_seqc;
4059
4060         cnp = fpl->cnp;
4061         dvp = fpl->dvp;
4062         dvp_seqc = fpl->dvp_seqc;
4063
4064         /*
4065          * Hack: they may be looking up foo/bar, where foo is a
4066          * regular file. In such a case we need to turn ENOTDIR,
4067          * but we may happen to get here with a different error.
4068          */
4069         if (dvp->v_type != VDIR) {
4070                 /*
4071                  * The check here is predominantly to catch
4072                  * EOPNOTSUPP from dead_vnodeops. If the vnode
4073                  * gets doomed past this point it is going to
4074                  * fail seqc verification.
4075                  */
4076                 if (VN_IS_DOOMED(dvp)) {
4077                         return (cache_fpl_aborted(fpl));
4078                 }
4079                 error = ENOTDIR;
4080         }
4081
4082         /*
4083          * Hack: handle O_SEARCH.
4084          *
4085          * Open Group Base Specifications Issue 7, 2018 edition states:
4086          * If the access mode of the open file description associated with the
4087          * file descriptor is not O_SEARCH, the function shall check whether
4088          * directory searches are permitted using the current permissions of
4089          * the directory underlying the file descriptor. If the access mode is
4090          * O_SEARCH, the function shall not perform the check.
4091          *
4092          * Regular lookup tests for the NOEXECCHECK flag for every path
4093          * component to decide whether to do the permission check. However,
4094          * since most lookups never have the flag (and when they do it is only
4095          * present for the first path component), lockless lookup only acts on
4096          * it if there is a permission problem. Here the flag is represented
4097          * with a boolean so that we don't have to clear it on the way out.
4098          *
4099          * For simplicity this always aborts.
4100          * TODO: check if this is the first lookup and ignore the permission
4101          * problem. Note the flag has to survive fallback (if it happens to be
4102          * performed).
4103          */
4104         if (fpl->fsearch) {
4105                 return (cache_fpl_aborted(fpl));
4106         }
4107
4108         switch (error) {
4109         case EAGAIN:
4110                 if (!vn_seqc_consistent(dvp, dvp_seqc)) {
4111                         error = cache_fpl_aborted(fpl);
4112                 } else {
4113                         cache_fpl_partial(fpl);
4114                 }
4115                 break;
4116         default:
4117                 if (!vn_seqc_consistent(dvp, dvp_seqc)) {
4118                         error = cache_fpl_aborted(fpl);
4119                 } else {
4120                         cache_fpl_smr_exit(fpl);
4121                         cache_fpl_handled(fpl, error);
4122                 }
4123                 break;
4124         }
4125         return (error);
4126 }
4127
4128 static int
4129 cache_fplookup_impl(struct vnode *dvp, struct cache_fpl *fpl)
4130 {
4131         struct nameidata *ndp;
4132         struct componentname *cnp;
4133         struct mount *mp;
4134         int error;
4135
4136         error = CACHE_FPL_FAILED;
4137         ndp = fpl->ndp;
4138         cnp = fpl->cnp;
4139
4140         cache_fpl_checkpoint(fpl, &fpl->snd);
4141
4142         fpl->dvp = dvp;
4143         fpl->dvp_seqc = vn_seqc_read_any(fpl->dvp);
4144         if (seqc_in_modify(fpl->dvp_seqc)) {
4145                 cache_fpl_aborted(fpl);
4146                 goto out;
4147         }
4148         mp = atomic_load_ptr(&fpl->dvp->v_mount);
4149         if (!cache_fplookup_mp_supported(mp)) {
4150                 cache_fpl_aborted(fpl);
4151                 goto out;
4152         }
4153
4154         VNPASS(cache_fplookup_vnode_supported(fpl->dvp), fpl->dvp);
4155
4156         for (;;) {
4157                 error = cache_fplookup_parse(fpl);
4158                 if (__predict_false(error != 0)) {
4159                         break;
4160                 }
4161
4162                 VNPASS(cache_fplookup_vnode_supported(fpl->dvp), fpl->dvp);
4163
4164                 error = VOP_FPLOOKUP_VEXEC(fpl->dvp, cnp->cn_cred);
4165                 if (__predict_false(error != 0)) {
4166                         error = cache_fplookup_failed_vexec(fpl, error);
4167                         break;
4168                 }
4169
4170                 if (__predict_false(cache_fpl_isdotdot(cnp))) {
4171                         error = cache_fplookup_dotdot(fpl);
4172                         if (__predict_false(error != 0)) {
4173                                 break;
4174                         }
4175                 } else {
4176                         error = cache_fplookup_next(fpl);
4177                         if (__predict_false(error != 0)) {
4178                                 break;
4179                         }
4180
4181                         VNPASS(!seqc_in_modify(fpl->tvp_seqc), fpl->tvp);
4182
4183                         if (cache_fplookup_need_climb_mount(fpl)) {
4184                                 error = cache_fplookup_climb_mount(fpl);
4185                                 if (__predict_false(error != 0)) {
4186                                         break;
4187                                 }
4188                         }
4189                 }
4190
4191                 VNPASS(!seqc_in_modify(fpl->tvp_seqc), fpl->tvp);
4192
4193                 if (cache_fpl_islastcn(ndp)) {
4194                         error = cache_fplookup_final(fpl);
4195                         break;
4196                 }
4197
4198                 if (!vn_seqc_consistent(fpl->dvp, fpl->dvp_seqc)) {
4199                         error = cache_fpl_aborted(fpl);
4200                         break;
4201                 }
4202
4203                 fpl->dvp = fpl->tvp;
4204                 fpl->dvp_seqc = fpl->tvp_seqc;
4205
4206                 cache_fplookup_parse_advance(fpl);
4207                 cache_fpl_checkpoint(fpl, &fpl->snd);
4208         }
4209 out:
4210         switch (fpl->status) {
4211         case CACHE_FPL_STATUS_UNSET:
4212                 __assert_unreachable();
4213                 break;
4214         case CACHE_FPL_STATUS_PARTIAL:
4215                 cache_fpl_smr_assert_entered(fpl);
4216                 return (cache_fplookup_partial_setup(fpl));
4217         case CACHE_FPL_STATUS_ABORTED:
4218                 if (fpl->in_smr)
4219                         cache_fpl_smr_exit(fpl);
4220                 return (CACHE_FPL_FAILED);
4221         case CACHE_FPL_STATUS_HANDLED:
4222                 MPASS(error != CACHE_FPL_FAILED);
4223                 cache_fpl_smr_assert_not_entered(fpl);
4224                 if (__predict_false(error != 0)) {
4225                         ndp->ni_dvp = NULL;
4226                         ndp->ni_vp = NULL;
4227                         cache_fpl_cleanup_cnp(cnp);
4228                         return (error);
4229                 }
4230                 ndp->ni_dvp = fpl->dvp;
4231                 ndp->ni_vp = fpl->tvp;
4232                 if (cnp->cn_flags & SAVENAME)
4233                         cnp->cn_flags |= HASBUF;
4234                 else
4235                         cache_fpl_cleanup_cnp(cnp);
4236                 return (error);
4237         }
4238 }
4239
4240 /*
4241  * Fast path lookup protected with SMR and sequence counters.
4242  *
4243  * Note: all VOP_FPLOOKUP_VEXEC routines have a comment referencing this one.
4244  *
4245  * Filesystems can opt in by setting the MNTK_FPLOOKUP flag and meeting criteria
4246  * outlined below.
4247  *
4248  * Traditional vnode lookup conceptually looks like this:
4249  *
4250  * vn_lock(current);
4251  * for (;;) {
4252  *      next = find();
4253  *      vn_lock(next);
4254  *      vn_unlock(current);
4255  *      current = next;
4256  *      if (last)
4257  *          break;
4258  * }
4259  * return (current);
4260  *
4261  * Each jump to the next vnode is safe memory-wise and atomic with respect to
4262  * any modifications thanks to holding respective locks.
4263  *
4264  * The same guarantee can be provided with a combination of safe memory
4265  * reclamation and sequence counters instead. If all operations which affect
4266  * the relationship between the current vnode and the one we are looking for
4267  * also modify the counter, we can verify whether all the conditions held as
4268  * we made the jump. This includes things like permissions, mount points etc.
4269  * Counter modification is provided by enclosing relevant places in
4270  * vn_seqc_write_begin()/end() calls.
4271  *
4272  * Thus this translates to:
4273  *
4274  * vfs_smr_enter();
4275  * dvp_seqc = seqc_read_any(dvp);
4276  * if (seqc_in_modify(dvp_seqc)) // someone is altering the vnode
4277  *     abort();
4278  * for (;;) {
4279  *      tvp = find();
4280  *      tvp_seqc = seqc_read_any(tvp);
4281  *      if (seqc_in_modify(tvp_seqc)) // someone is altering the target vnode
4282  *          abort();
4283  *      if (!seqc_consistent(dvp, dvp_seqc) // someone is altering the vnode
4284  *          abort();
4285  *      dvp = tvp; // we know nothing of importance has changed
4286  *      dvp_seqc = tvp_seqc; // store the counter for the tvp iteration
4287  *      if (last)
4288  *          break;
4289  * }
4290  * vget(); // secure the vnode
4291  * if (!seqc_consistent(tvp, tvp_seqc) // final check
4292  *          abort();
4293  * // at this point we know nothing has changed for any parent<->child pair
4294  * // as they were crossed during the lookup, meaning we matched the guarantee
4295  * // of the locked variant
4296  * return (tvp);
4297  *
4298  * The API contract for VOP_FPLOOKUP_VEXEC routines is as follows:
4299  * - they are called while within vfs_smr protection which they must never exit
4300  * - EAGAIN can be returned to denote checking could not be performed, it is
4301  *   always valid to return it
4302  * - if the sequence counter has not changed the result must be valid
4303  * - if the sequence counter has changed both false positives and false negatives
4304  *   are permitted (since the result will be rejected later)
4305  * - for simple cases of unix permission checks vaccess_vexec_smr can be used
4306  *
4307  * Caveats to watch out for:
4308  * - vnodes are passed unlocked and unreferenced with nothing stopping
4309  *   VOP_RECLAIM, in turn meaning that ->v_data can become NULL. It is advised
4310  *   to use atomic_load_ptr to fetch it.
4311  * - the aforementioned object can also get freed, meaning absent other means it
4312  *   should be protected with vfs_smr
4313  * - either safely checking permissions as they are modified or guaranteeing
4314  *   their stability is left to the routine
4315  */
4316 int
4317 cache_fplookup(struct nameidata *ndp, enum cache_fpl_status *status,
4318     struct pwd **pwdp)
4319 {
4320         struct cache_fpl fpl;
4321         struct pwd *pwd;
4322         struct vnode *dvp;
4323         struct componentname *cnp;
4324         struct nameidata_saved orig;
4325         int error;
4326
4327         MPASS(ndp->ni_lcf == 0);
4328
4329         fpl.status = CACHE_FPL_STATUS_UNSET;
4330         fpl.ndp = ndp;
4331         fpl.cnp = &ndp->ni_cnd;
4332         MPASS(curthread == fpl.cnp->cn_thread);
4333
4334         if ((fpl.cnp->cn_flags & SAVESTART) != 0)
4335                 MPASS(fpl.cnp->cn_nameiop != LOOKUP);
4336
4337         if (!cache_can_fplookup(&fpl)) {
4338                 SDT_PROBE3(vfs, fplookup, lookup, done, ndp, fpl.line, fpl.status);
4339                 *status = fpl.status;
4340                 return (EOPNOTSUPP);
4341         }
4342
4343         cache_fpl_checkpoint(&fpl, &orig);
4344
4345         cache_fpl_smr_enter_initial(&fpl);
4346         fpl.fsearch = false;
4347         pwd = pwd_get_smr();
4348         fpl.pwd = pwd;
4349         ndp->ni_rootdir = pwd->pwd_rdir;
4350         ndp->ni_topdir = pwd->pwd_jdir;
4351
4352         cnp = fpl.cnp;
4353         cnp->cn_nameptr = cnp->cn_pnbuf;
4354         if (cnp->cn_pnbuf[0] == '/') {
4355                 cache_fpl_handle_root(ndp, &dvp);
4356         } else {
4357                 if (ndp->ni_dirfd == AT_FDCWD) {
4358                         dvp = pwd->pwd_cdir;
4359                 } else {
4360                         error = cache_fplookup_dirfd(&fpl, &dvp);
4361                         if (__predict_false(error != 0)) {
4362                                 goto out;
4363                         }
4364                 }
4365         }
4366
4367         SDT_PROBE4(vfs, namei, lookup, entry, dvp, cnp->cn_pnbuf, cnp->cn_flags, true);
4368
4369         error = cache_fplookup_impl(dvp, &fpl);
4370 out:
4371         cache_fpl_smr_assert_not_entered(&fpl);
4372         SDT_PROBE3(vfs, fplookup, lookup, done, ndp, fpl.line, fpl.status);
4373
4374         *status = fpl.status;
4375         switch (fpl.status) {
4376         case CACHE_FPL_STATUS_UNSET:
4377                 __assert_unreachable();
4378                 break;
4379         case CACHE_FPL_STATUS_HANDLED:
4380                 SDT_PROBE3(vfs, namei, lookup, return, error,
4381                     (error == 0 ? ndp->ni_vp : NULL), true);
4382                 break;
4383         case CACHE_FPL_STATUS_PARTIAL:
4384                 *pwdp = fpl.pwd;
4385                 /*
4386                  * Status restored by cache_fplookup_partial_setup.
4387                  */
4388                 break;
4389         case CACHE_FPL_STATUS_ABORTED:
4390                 cache_fpl_restore(&fpl, &orig);
4391                 break;
4392         }
4393         return (error);
4394 }