sys/kern/vfs_cache.c

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