rmdir() can't remove mountpoints
[akaros.git] / kern / src / vfs.c
index eb39a7c..26ee24d 100644 (file)
 #include <slab.h>
 #include <kmalloc.h>
 #include <kfs.h>
+#include <ext2fs.h>
 #include <pmap.h>
 #include <umem.h>
+#include <smp.h>
 
 struct sb_tailq super_blocks = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(super_blocks);
 spinlock_t super_blocks_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
 struct fs_type_tailq file_systems = TAILQ_HEAD_INITIALIZER(file_systems);
 struct namespace default_ns;
-// TODO: temp dcache, holds all dentries ever for now
-struct dentry_slist dcache = SLIST_HEAD_INITIALIZER(dcache);
-spinlock_t dcache_lock = SPINLOCK_INITIALIZER;
 
 struct kmem_cache *dentry_kcache; // not to be confused with the dcache
 struct kmem_cache *inode_kcache;
@@ -32,9 +31,9 @@ struct kmem_cache *file_kcache;
  * with multiple namespaces on the same FS yet.  Note if you mount the same FS
  * multiple times, you only have one FS still (and one SB).  If we ever support
  * that... */
-struct vfsmount *mount_fs(struct fs_type *fs, char *dev_name,
-                          struct dentry *mnt_pt, int flags,
-                          struct namespace *ns)
+struct vfsmount *__mount_fs(struct fs_type *fs, char *dev_name,
+                            struct dentry *mnt_pt, int flags,
+                            struct namespace *ns)
 {
        struct super_block *sb;
        struct vfsmount *vmnt = kmalloc(sizeof(struct vfsmount), 0);
@@ -100,12 +99,13 @@ void vfs_init(void)
        /* build list of all FS's in the system.  put yours here.  if this is ever
         * done on the fly, we'll need to lock. */
        TAILQ_INSERT_TAIL(&file_systems, &kfs_fs_type, list);
+       TAILQ_INSERT_TAIL(&file_systems, &ext2_fs_type, list);
        TAILQ_FOREACH(fs, &file_systems, list)
                printk("Supports the %s Filesystem\n", fs->name);
 
        /* mounting KFS at the root (/), pending root= parameters */
        // TODO: linux creates a temp root_fs, then mounts the real root onto that
-       default_ns.root = mount_fs(&kfs_fs_type, "RAM", NULL, 0, &default_ns);
+       default_ns.root = __mount_fs(&kfs_fs_type, "RAM", NULL, 0, &default_ns);
 
        printk("vfs_init() completed\n");
 }
@@ -128,31 +128,46 @@ char *file_name(struct file *file)
        return file->f_dentry->d_name.name;
 }
 
-/* Some issues with this, coupled closely to fs_lookup.  This assumes that
- * negative dentries are not returned (might differ from linux) */
+/* Some issues with this, coupled closely to fs_lookup.
+ *
+ * Note the use of __dentry_free, instead of kref_put.  In those cases, we don't
+ * want to treat it like a kref and we have the only reference to it, so it is
+ * okay to do this.  It makes dentry_release() easier too. */
 static struct dentry *do_lookup(struct dentry *parent, char *name)
 {
-       struct dentry *dentry;
-       /* TODO: look up in the dentry cache first */
-       dentry = get_dentry(parent->d_sb, parent, name);
-       dentry = parent->d_inode->i_op->lookup(parent->d_inode, dentry, 0);
-       /* insert in dentry cache */
+       struct dentry *result, *query;
+       query = get_dentry(parent->d_sb, parent, name);
+       result = dcache_get(parent->d_sb, query); 
+       if (result) {
+               __dentry_free(query);
+               return result;
+       }
+       /* No result, check for negative */
+       if (query->d_flags & DENTRY_NEGATIVE) {
+               __dentry_free(query);
+               return 0;
+       }
+       /* not in the dcache at all, need to consult the FS */
+       result = parent->d_inode->i_op->lookup(parent->d_inode, query, 0);
+       if (!result) {
+               query->d_flags |= DENTRY_NEGATIVE;
+               dcache_put(parent->d_sb, query);
+               kref_put(&query->d_kref);
+               return 0;
+       }
+       dcache_put(parent->d_sb, result);
+       /* This is because KFS doesn't return the same dentry, but ext2 does.  this
+        * is ugly and needs to be fixed. (TODO) */
+       if (result != query)
+               __dentry_free(query);
+
        /* TODO: if the following are done by us, how do we know the i_ino?
         * also need to handle inodes that are already read in!  For now, we're
         * going to have the FS handle it in it's lookup() method: 
         * - get a new inode
         * - read in the inode
         * - put in the inode cache */
-       return dentry;
-}
-
-/* Walk up one directory, being careful of mountpoints, namespaces, and the top
- * of the FS */
-static int climb_up(struct nameidata *nd)
-{
-       // TODO
-       warn("Climbing up (../) in path lookup not supported yet!");
-       return 0;
+       return result;
 }
 
 /* Update ND such that it represents having followed dentry.  IAW the nd
@@ -174,16 +189,109 @@ static int next_link(struct dentry *dentry, struct nameidata *nd)
        return 0;
 }
 
+/* Walk up one directory, being careful of mountpoints, namespaces, and the top
+ * of the FS */
+static int climb_up(struct nameidata *nd)
+{
+       printd("CLIMB_UP, from %s\n", nd->dentry->d_name.name);
+       /* Top of the world, just return.  Should also check for being at the top of
+        * the current process's namespace (TODO) */
+       if (!nd->dentry->d_parent || (nd->dentry->d_parent == nd->dentry))
+               return -1;
+       /* Check if we are at the top of a mount, if so, we need to follow
+        * backwards, and then climb_up from that one.  We might need to climb
+        * multiple times if we mount multiple FSs at the same spot (highly
+        * unlikely).  This is completely untested.  Might recurse instead. */
+       while (nd->mnt->mnt_root == nd->dentry) {
+               if (!nd->mnt->mnt_parent) {
+                       warn("Might have expected a parent vfsmount (dentry had a parent)");
+                       return -1;
+               }
+               next_link(nd->mnt->mnt_mountpoint, nd);
+       }
+       /* Backwards walk (no mounts or any other issues now). */
+       next_link(nd->dentry->d_parent, nd);
+       printd("CLIMB_UP, to   %s\n", nd->dentry->d_name.name);
+       return 0;
+}
+
+/* nd->dentry might be on a mount point, so we need to move on to the child
+ * mount's root. */
 static int follow_mount(struct nameidata *nd)
 {
-       /* Detect mount, follow, etc... (TODO!) */
+       if (!nd->dentry->d_mount_point)
+               return 0;
+       next_link(nd->dentry->d_mounted_fs->mnt_root, nd);
        return 0;
 }
 
+static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd);
+
+/* When nd->dentry is for a symlink, this will recurse and follow that symlink,
+ * so that nd contains the results of following the symlink (dentry and mnt).
+ * Returns when it isn't a symlink, 1 on following a link, and < 0 on error. */
 static int follow_symlink(struct nameidata *nd)
 {
-       /* Detect symlink, LOOKUP_FOLLOW, follow it, etc... (TODO!) */
-       return 0;
+       int retval;
+       char *symname;
+       if (!S_ISLNK(nd->dentry->d_inode->i_mode))
+               return 0;
+       if (nd->depth > MAX_SYMLINK_DEPTH)
+               return -ELOOP;
+       printd("Following symlink for dentry %08p %s\n", nd->dentry,
+              nd->dentry->d_name.name);
+       nd->depth++;
+       symname = nd->dentry->d_inode->i_op->readlink(nd->dentry);
+       /* We need to pin in nd->dentry (the dentry of the symlink), since we need
+        * it's symname's storage to stay in memory throughout the upcoming
+        * link_path_walk().  The last_sym gets decreffed when we path_release() or
+        * follow another symlink. */
+       if (nd->last_sym)
+               kref_put(&nd->last_sym->d_kref);
+       kref_get(&nd->dentry->d_kref, 1);
+       nd->last_sym = nd->dentry;
+       /* If this an absolute path in the symlink, we need to free the old path and
+        * start over, otherwise, we continue from the PARENT of nd (the symlink) */
+       if (symname[0] == '/') {
+               path_release(nd);
+               if (!current)
+                       nd->dentry = default_ns.root->mnt_root;
+               else
+                       nd->dentry = current->fs_env.root;      
+               nd->mnt = nd->dentry->d_sb->s_mount;
+               kref_get(&nd->mnt->mnt_kref, 1);
+               kref_get(&nd->dentry->d_kref, 1);
+       } else {
+               climb_up(nd);
+       }
+       /* either way, keep on walking in the free world! */
+       retval = link_path_walk(symname, nd);
+       return (retval == 0 ? 1 : retval);
+}
+
+/* Little helper, to make it easier to break out of the nested loops.  Will also
+ * '\0' out the first slash if it's slashes all the way down.  Or turtles. */
+static bool packed_trailing_slashes(char *first_slash)
+{
+       for (char *i = first_slash; *i == '/'; i++) {
+               if (*(i + 1) == '\0') {
+                       *first_slash = '\0';
+                       return TRUE;
+               }
+       }
+       return FALSE;
+}
+
+/* Simple helper to set nd to track it's last name to be Name.  Also be careful
+ * with the storage of name.  Don't use and nd's name past the lifetime of the
+ * string used in the path_lookup()/link_path_walk/whatever.  Consider replacing
+ * parts of this with a qstr builder.  Note this uses the dentry's d_op, which
+ * might not be the dentry we care about. */
+static void stash_nd_name(struct nameidata *nd, char *name)
+{
+       nd->last.name = name;
+       nd->last.len = strlen(name);
+       nd->last.hash = nd->dentry->d_op->d_hash(nd->dentry, &nd->last);
 }
 
 /* Resolves the links in a basic path walk.  0 for success, -EWHATEVER
@@ -196,14 +304,23 @@ static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
        char *link = path;
        int error;
 
+       /* Prevent crazy recursion */
+       if (nd->depth > MAX_SYMLINK_DEPTH)
+               return -ELOOP;
        /* skip all leading /'s */
        while (*link == '/')
                link++;
-       /* if there's nothing left (null terminated), we're done */
-       if (*link == '\0')
+       /* if there's nothing left (null terminated), we're done.  This should only
+        * happen for "/", which if we wanted a PARENT, should fail (there is no
+        * parent). */
+       if (*link == '\0') {
+               if (nd->flags & LOOKUP_PARENT) {
+                       set_errno(ENOENT);
+                       return -1;
+               }
+               /* o/w, we're good */
                return 0;
-       /* TODO: deal with depth and LOOKUP_FOLLOW, important for symlinks */
-
+       }
        /* iterate through each intermediate link of the path.  in general, nd
         * tracks where we are in the path, as far as dentries go.  once we have the
         * next dentry, we try to update nd based on that dentry.  link is the part
@@ -214,25 +331,21 @@ static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
                        return error;
                /* find the next link, break out if it is the end */
                next_slash = strchr(link, '/');
-               if (!next_slash)
+               if (!next_slash) {
                        break;
-               else
-                       if (*(next_slash + 1) == '\0') {
-                               /* trailing slash on the path meant the target is a dir */
+               } else {
+                       if (packed_trailing_slashes(next_slash)) {
                                nd->flags |= LOOKUP_DIRECTORY;
-                               *next_slash = '\0';
                                break;
                        }
-               /* skip over any interim ./ */
-               if (!strncmp("./", link, 2)) {
-                       link = next_slash + 1;
-                       continue;
                }
+               /* skip over any interim ./ */
+               if (!strncmp("./", link, 2))
+                       goto next_loop;
                /* Check for "../", walk up */
                if (!strncmp("../", link, 3)) {
                        climb_up(nd);
-                       link = next_slash + 2;
-                       continue;
+                       goto next_loop;
                }
                *next_slash = '\0';
                link_dentry = do_lookup(nd->dentry, link);
@@ -244,53 +357,101 @@ static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
                kref_put(&link_dentry->d_kref); /* do_lookup gave us a refcnt dentry */
                /* we could be on a mountpoint or a symlink - need to follow them */
                follow_mount(nd);
-               follow_symlink(nd);
-               if (!(nd->dentry->d_inode->i_type & FS_I_DIR))
+               if ((error = follow_symlink(nd)) < 0)
+                       return error;
+               /* Turn off a possible DIRECTORY lookup, which could have been set
+                * during the follow_symlink (a symlink could have had a directory at
+                * the end), though it was in the middle of the real path. */
+               nd->flags &= ~LOOKUP_DIRECTORY;
+               if (!S_ISDIR(nd->dentry->d_inode->i_mode))
                        return -ENOTDIR;
+next_loop:
                /* move through the path string to the next entry */
                link = next_slash + 1;
+               /* advance past any other interim slashes.  we know we won't hit the end
+                * due to the for loop check above */
+               while (*link == '/')
+                       link++;
        }
-       /* now, we're on the last link of the path */
-       /* if we just want the parent, leave now.  and save the name of the link
-        * (last) and the type (last_type).  Note that using the qstr in this manner
-        * only allows us to use the qstr as long as the path is a valid string. */
-       if (nd->flags & LOOKUP_PARENT) {
-               /* consider using a slimmer qstr_builder for this */
-               nd->last.name = link;
-               nd->last.len = strlen(link);
-               nd->last.hash = nd->dentry->d_op->d_hash(nd->dentry, &nd->last);
+       /* Now, we're on the last link of the path.  We need to deal with with . and
+        * .. .  This might be weird with PARENT lookups - not sure what semantics
+        * we want exactly.  This will give the parent of whatever the PATH was
+        * supposed to look like.  Note that ND currently points to the parent of
+        * the last item (link). */
+       if (!strcmp(".", link)) {
+               if (nd->flags & LOOKUP_PARENT) {
+                       assert(nd->dentry->d_name.name);
+                       stash_nd_name(nd, nd->dentry->d_name.name);
+                       climb_up(nd);
+               }
                return 0;
        }
-       /* deal with some weird cases with . and .. (completely untested) */
-       if (!strcmp(".", link))
+       if (!strcmp("..", link)) {
+               climb_up(nd);
+               if (nd->flags & LOOKUP_PARENT) {
+                       assert(nd->dentry->d_name.name);
+                       stash_nd_name(nd, nd->dentry->d_name.name);
+                       climb_up(nd);
+               }
                return 0;
-       if (!strcmp("..", link))
-               return climb_up(nd);
+       }
+       /* need to attempt to look it up, in case it's a symlink */
        link_dentry = do_lookup(nd->dentry, link);
-       if (!link_dentry)
-               return -ENOENT;
+       if (!link_dentry) {
+               /* if there's no dentry, we are okay if we are looking for the parent */
+               if (nd->flags & LOOKUP_PARENT) {
+                       assert(strcmp(link, ""));
+                       stash_nd_name(nd, link);
+                       return 0;
+               } else {
+                       return -ENOENT;
+               }
+       }
        next_link(link_dentry, nd);
-       kref_put(&link_dentry->d_kref); /* do_lookup gave us a refcnt dentry */
+       kref_put(&link_dentry->d_kref); /* do_lookup gave us a refcnt'd dentry */
+       /* at this point, nd is on the final link, but it might be a symlink */
+       if (nd->flags & LOOKUP_FOLLOW) {
+               error = follow_symlink(nd);
+               if (error < 0)
+                       return error;
+               /* if we actually followed a symlink, then nd is set and we're done */
+               if (error > 0)
+                       return 0;
+       }
+       /* One way or another, nd is on the last element of the path, symlinks and
+        * all.  Now we need to climb up to set nd back on the parent, if that's
+        * what we wanted */
+       if (nd->flags & LOOKUP_PARENT) {
+               assert(nd->dentry->d_name.name);
+               stash_nd_name(nd, link_dentry->d_name.name);
+               climb_up(nd);
+               return 0;
+       }
+       /* now, we have the dentry set, and don't want the parent, but might be on a
+        * mountpoint still.  FYI: this hasn't been thought through completely. */
        follow_mount(nd);
-       follow_symlink(nd);
        /* If we wanted a directory, but didn't get one, error out */
-       if ((nd->flags & LOOKUP_DIRECTORY) &&
-          !(nd->dentry->d_inode->i_type & FS_I_DIR))
+       if ((nd->flags & LOOKUP_DIRECTORY) && !S_ISDIR(nd->dentry->d_inode->i_mode))
                return -ENOTDIR;
        return 0;
 }
 
 /* Given path, return the inode for the final dentry.  The ND should be
  * initialized for the first call - specifically, we need the intent. 
- * LOOKUP_PARENT and friends go in this flags var.
+ * LOOKUP_PARENT and friends go in the flags var, which is not the intent.
  *
- * TODO: this should consider the intent.  Note that creating requires writing
- * to the last directory.
+ * If path_lookup wants a PARENT, but hits the top of the FS (root or
+ * otherwise), we want it to error out.  It's still unclear how we want to
+ * handle processes with roots that aren't root, but at the very least, we don't
+ * want to think we have the parent of /, but have / itself.  Due to the way
+ * link_path_walk works, if that happened, we probably don't have a
+ * nd->last.name.  This needs more thought (TODO).
  *
  * Need to be careful too.  While the path has been copied-in to the kernel,
  * it's still user input.  */
 int path_lookup(char *path, int flags, struct nameidata *nd)
 {
+       int retval;
        printd("Path lookup for %s\n", path);
        /* we allow absolute lookups with no process context */
        if (path[0] == '/') {                   /* absolute lookup */
@@ -310,7 +471,11 @@ int path_lookup(char *path, int flags, struct nameidata *nd)
        kref_get(&nd->dentry->d_kref, 1);
        nd->flags = flags;
        nd->depth = 0;                                  /* used in symlink following */
-       return link_path_walk(path, nd);        
+       retval =  link_path_walk(path, nd);     
+       /* make sure our PARENT lookup worked */
+       if (!retval && (flags & LOOKUP_PARENT))
+               assert(nd->last.name);
+       return retval;
 }
 
 /* Call this after any use of path_lookup when you are done with its results,
@@ -319,10 +484,50 @@ void path_release(struct nameidata *nd)
 {
        kref_put(&nd->dentry->d_kref);
        kref_put(&nd->mnt->mnt_kref);
+       /* Free the last symlink dentry used, if there was one */
+       if (nd->last_sym) {
+               kref_put(&nd->last_sym->d_kref);
+               nd->last_sym = 0;                       /* catch reuse bugs */
+       }
+}
+
+/* External version of mount, only call this after having a / mount */
+int mount_fs(struct fs_type *fs, char *dev_name, char *path, int flags)
+{
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int retval = 0;
+       retval = path_lookup(path, LOOKUP_DIRECTORY, nd);
+       if (retval)
+               goto out;
+       /* taking the namespace of the vfsmount of path */ 
+       if (!__mount_fs(fs, dev_name, nd->dentry, flags, nd->mnt->mnt_namespace))
+               retval = -EINVAL;
+out:
+       path_release(nd);
+       return retval;
 }
 
 /* Superblock functions */
 
+/* Dentry "hash" function for the hash table to use.  Since we already have the
+ * hash in the qstr, we don't need to rehash.  Also, note we'll be using the
+ * dentry in question as both the key and the value. */
+static size_t __dcache_hash(void *k)
+{
+       return (size_t)((struct dentry*)k)->d_name.hash;
+}
+
+/* Dentry cache hashtable equality function.  This means we need to pass in some
+ * minimal dentry when doing a lookup. */
+static ssize_t __dcache_eq(void *k1, void *k2)
+{
+       if (((struct dentry*)k1)->d_parent != ((struct dentry*)k2)->d_parent)
+               return 0;
+       /* TODO: use the FS-specific string comparison */
+       return !strcmp(((struct dentry*)k1)->d_name.name,
+                      ((struct dentry*)k2)->d_name.name);
+}
+
 /* Helper to alloc and initialize a generic superblock.  This handles all the
  * VFS related things, like lists.  Each FS will need to handle its own things
  * in it's *_get_sb(), usually involving reading off the disc. */
@@ -335,8 +540,13 @@ struct super_block *get_sb(void)
        TAILQ_INIT(&sb->s_inodes);
        TAILQ_INIT(&sb->s_dirty_i);
        TAILQ_INIT(&sb->s_io_wb);
-       SLIST_INIT(&sb->s_anon_d);
+       TAILQ_INIT(&sb->s_lru_d);
        TAILQ_INIT(&sb->s_files);
+       sb->s_dcache = create_hashtable(100, __dcache_hash, __dcache_eq);
+       sb->s_icache = create_hashtable(100, __generic_hash, __generic_eq);
+       spinlock_init(&sb->s_lru_lock);
+       spinlock_init(&sb->s_dcache_lock);
+       spinlock_init(&sb->s_icache_lock);
        sb->s_fs_info = 0; // can override somewhere else
        return sb;
 }
@@ -365,13 +575,12 @@ void init_sb(struct super_block *sb, struct vfsmount *vmnt,
        struct inode *inode = get_inode(d_root);
        if (!inode)
                panic("This FS sucks!");
-       d_root->d_inode = inode;                                /* storing the inode's kref here */
-       TAILQ_INSERT_TAIL(&inode->i_dentry, d_root, d_alias);   /* weak ref */
        inode->i_ino = root_ino;
        /* TODO: add the inode to the appropriate list (off i_list) */
        /* TODO: do we need to read in the inode?  can we do this on demand? */
        /* if this FS is already mounted, we'll need to do something different. */
        sb->s_op->read_inode(inode);
+       icache_put(sb, inode);
        /* Link the dentry and SB to the VFS mount */
        vmnt->mnt_root = d_root;                                /* ref comes from get_dentry */
        vmnt->mnt_sb = sb;
@@ -380,11 +589,14 @@ void init_sb(struct super_block *sb, struct vfsmount *vmnt,
        if (vmnt->mnt_mountpoint) {
                kref_get(&vmnt->mnt_mountpoint->d_kref, 1);     /* held by d_root */
                d_root->d_parent = vmnt->mnt_mountpoint;        /* dentry of the root */
+       } else {
+               d_root->d_parent = d_root;                      /* set root as its own parent */
        }
        /* insert the dentry into the dentry cache.  when's the earliest we can?
         * when's the earliest we should?  what about concurrent accesses to the
         * same dentry?  should be locking the dentry... */
-       dcache_put(d_root); // TODO: should set a d_flag too
+       dcache_put(sb, d_root);
+       kref_put(&inode->i_kref);               /* give up the ref from get_inode() */
 }
 
 /* Dentry Functions */
@@ -393,6 +605,8 @@ void init_sb(struct super_block *sb, struct vfsmount *vmnt,
  * set still: d_op (if no parent), d_fs_info (opt), d_inode, connect the inode
  * to the dentry (and up the d_kref again), maybe dcache_put().  The inode
  * stitching is done in get_inode() or lookup (depending on the FS).
+ * The setting of the d_op might be problematic when dealing with mounts.  Just
+ * overwrite it.
  *
  * If the name is longer than the inline name, it will kmalloc a buffer, so
  * don't worry about the storage for *name after calling this. */
@@ -404,6 +618,8 @@ struct dentry *get_dentry(struct super_block *sb, struct dentry *parent,
        struct dentry *dentry = kmem_cache_alloc(dentry_kcache, 0);
        char *l_name = 0;
 
+       if (!dentry)
+               return 0;
        //memset(dentry, 0, sizeof(struct dentry));
        kref_init(&dentry->d_kref, dentry_release, 1);  /* this ref is returned */
        spinlock_init(&dentry->d_lock);
@@ -418,9 +634,8 @@ struct dentry *get_dentry(struct super_block *sb, struct dentry *parent,
                dentry->d_op = parent->d_op;    /* d_op set in init_sb for parentless */
        }
        dentry->d_parent = parent;
-       dentry->d_flags = 0;                            /* related to its dcache state */
+       dentry->d_flags = DENTRY_USED;
        dentry->d_fs_info = 0;
-       SLIST_INIT(&dentry->d_bucket);
        if (name_len < DNAME_INLINE_LEN) {
                strncpy(dentry->d_iname, name, name_len);
                dentry->d_iname[name_len] = '\0';
@@ -437,46 +652,181 @@ struct dentry *get_dentry(struct super_block *sb, struct dentry *parent,
        return dentry;
 }
 
-/* Adds a dentry to the dcache. */
-void dcache_put(struct dentry *dentry)
+/* Called when the dentry is unreferenced (after kref == 0).  This works closely
+ * with the resurrection in dcache_get().
+ *
+ * The dentry is still in the dcache, but needs to be un-USED and added to the
+ * LRU dentry list.  Even dentries that were used in a failed lookup need to be
+ * cached - they ought to be the negative dentries.  Note that all dentries have
+ * parents, even negative ones (it is needed to find it in the dcache). */
+void dentry_release(struct kref *kref)
 {
-#if 0 /* pending a more thorough review of the dcache */
-       /* TODO: should set a d_flag too */
-       spin_lock(&dcache_lock);
-       SLIST_INSERT_HEAD(&dcache, dentry, d_hash);
-       spin_unlock(&dcache_lock);
-#endif
+       struct dentry *dentry = container_of(kref, struct dentry, d_kref);
+
+       printd("'Releasing' dentry %08p: %s\n", dentry, dentry->d_name.name);
+       /* DYING dentries (recently unlinked / rmdir'd) just get freed */
+       if (dentry->d_flags & DENTRY_DYING) {
+               __dentry_free(dentry);
+               return;
+       }
+       /* This lock ensures the USED state and the TAILQ membership is in sync.
+        * Also used to check the refcnt, though that might not be necessary. */
+       spin_lock(&dentry->d_lock);
+       /* While locked, we need to double check the kref, in case someone already
+        * reup'd it.  Re-up? you're crazy!  Reee-up, you're outta yo mind! */
+       if (!kref_refcnt(&dentry->d_kref)) {
+               /* and make sure it wasn't USED, then UNUSED again */
+               /* TODO: think about issues with this */
+               if (dentry->d_flags & DENTRY_USED) {
+                       dentry->d_flags &= ~DENTRY_USED;
+                       spin_lock(&dentry->d_sb->s_lru_lock);
+                       TAILQ_INSERT_TAIL(&dentry->d_sb->s_lru_d, dentry, d_lru);
+                       spin_unlock(&dentry->d_sb->s_lru_lock);
+               } else {
+                       warn("This should be rare.  Tell brho this happened.");
+               }
+       }
+       spin_unlock(&dentry->d_lock);
 }
 
-/* Cleans up the dentry (after ref == 0).  We still may want it, and this is
- * where we should add it to the dentry cache.  (TODO).  For now, we do nothing,
- * since we don't have a dcache.
- * 
+/* Called when we really dealloc and get rid of a dentry (like when it is
+ * removed from the dcache, either for memory or correctness reasons)
+ *
  * This has to handle two types of dentries: full ones (ones that had been used)
  * and ones that had been just for lookups - hence the check for d_inode.
  *
  * Note that dentries pin and kref their inodes.  When all the dentries are
  * gone, we want the inode to be released via kref.  The inode has internal /
  * weak references to the dentry, which are not refcounted. */
-void dentry_release(struct kref *kref)
+void __dentry_free(struct dentry *dentry)
 {
-       struct dentry *dentry = container_of(kref, struct dentry, d_kref);
-       printd("Freeing dentry %08p: %s\n", dentry, dentry->d_name.name);
+       if (dentry->d_inode)
+               printk("Freeing dentry %08p: %s\n", dentry, dentry->d_name.name);
        assert(dentry->d_op);   /* catch bugs.  a while back, some lacked d_op */
        dentry->d_op->d_release(dentry);
        /* TODO: check/test the boundaries on this. */
        if (dentry->d_name.len > DNAME_INLINE_LEN)
                kfree((void*)dentry->d_name.name);
        kref_put(&dentry->d_sb->s_kref);
+       if (dentry->d_parent)
+               kref_put(&dentry->d_parent->d_kref);
        if (dentry->d_mounted_fs)
                kref_put(&dentry->d_mounted_fs->mnt_kref);
        if (dentry->d_inode) {
                TAILQ_REMOVE(&dentry->d_inode->i_dentry, dentry, d_alias);
-               kref_put(&dentry->d_inode->i_kref);     /* but dentries kref inodes */
+               kref_put(&dentry->d_inode->i_kref);     /* dentries kref inodes */
        }
        kmem_cache_free(dentry_kcache, dentry);
 }
 
+/* Looks up the dentry for the given path, returning a refcnt'd dentry (or 0).
+ * Permissions are applied for the current user, which is quite a broken system
+ * at the moment.  Flags are lookup flags. */
+struct dentry *lookup_dentry(char *path, int flags)
+{
+       struct dentry *dentry;
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+
+       error = path_lookup(path, flags, nd);
+       if (error) {
+               path_release(nd);
+               set_errno(-error);
+               return 0;
+       }
+       dentry = nd->dentry;
+       kref_get(&dentry->d_kref, 1);
+       path_release(nd);
+       return dentry;
+}
+
+/* Get a dentry from the dcache.  At a minimum, we need the name hash and parent
+ * in what_i_want, though most uses will probably be from a get_dentry() call.
+ * We pass in the SB in the off chance that we don't want to use a get'd dentry.
+ *
+ * The unusual variable name (instead of just "key" or something) is named after
+ * ex-SPC Castro's porn folder.  Caller deals with the memory for what_i_want.
+ *
+ * If the dentry is negative, we don't return the actual result - instead, we
+ * set the negative flag in 'what i want'.  The reason is we don't want to
+ * kref_get() and then immediately put (causing dentry_release()).  This also
+ * means that dentry_release() should never get someone who wasn't USED (barring
+ * the race, which it handles).  And we don't need to ever have a dentry set as
+ * USED and NEGATIVE (which is always wrong, but would be needed for a cleaner
+ * dentry_release()).
+ *
+ * This is where we do the "kref resurrection" - we are returning a kref'd
+ * object, even if it wasn't kref'd before.  This means the dcache does NOT hold
+ * krefs (it is a weak/internal ref), but it is a source of kref generation.  We
+ * sync up with the possible freeing of the dentry by locking the table.  See
+ * Doc/kref for more info. */
+struct dentry *dcache_get(struct super_block *sb, struct dentry *what_i_want)
+{
+       struct dentry *found;
+       /* This lock protects the hash, as well as ensures the returned object
+        * doesn't get deleted/freed out from under us */
+       spin_lock(&sb->s_dcache_lock);
+       found = hashtable_search(sb->s_dcache, what_i_want);
+       if (found) {
+               if (found->d_flags & DENTRY_NEGATIVE) {
+                       what_i_want->d_flags |= DENTRY_NEGATIVE;
+                       spin_unlock(&sb->s_dcache_lock);
+                       return 0;
+               }
+               spin_lock(&found->d_lock);
+               __kref_get(&found->d_kref, 1);  /* prob could be done outside the lock*/
+               /* If we're here (after kreffing) and it is not USED, we are the one who
+                * should resurrect */
+               if (!(found->d_flags & DENTRY_USED)) {
+                       found->d_flags |= DENTRY_USED;
+                       spin_lock(&sb->s_lru_lock);
+                       TAILQ_REMOVE(&sb->s_lru_d, found, d_lru);
+                       spin_unlock(&sb->s_lru_lock);
+               }
+               spin_unlock(&found->d_lock);
+       }
+       spin_unlock(&sb->s_dcache_lock);
+       return found;
+}
+
+/* Adds a dentry to the dcache.  Note the *dentry is both the key and the value.
+ * If the value was already in there (which can happen iff it was negative), for
+ * now we'll remove it and put the new one in there. */
+void dcache_put(struct super_block *sb, struct dentry *key_val)
+{
+       struct dentry *old;
+       int retval;
+       spin_lock(&sb->s_dcache_lock);
+       old = hashtable_remove(sb->s_dcache, key_val);
+       if (old) {
+               assert(old->d_flags & DENTRY_NEGATIVE);
+               assert(!(old->d_flags & DENTRY_USED));
+               assert(!kref_refcnt(&old->d_kref));
+               spin_lock(&sb->s_lru_lock);
+               TAILQ_REMOVE(&sb->s_lru_d, old, d_lru);
+               spin_unlock(&sb->s_lru_lock);
+               __dentry_free(old);
+       }
+       /* this returns 0 on failure (TODO: Fix this ghetto shit) */
+       retval = hashtable_insert(sb->s_dcache, key_val, key_val);
+       assert(retval);
+       spin_unlock(&sb->s_dcache_lock);
+}
+
+/* Will remove and return the dentry.  Caller deallocs the key, but the retval
+ * won't have a reference.  * Returns 0 if it wasn't found.  Callers can't
+ * assume much - they should not use the reference they *get back*, (if they
+ * already had one for key, they can use that).  There may be other users out
+ * there. */
+struct dentry *dcache_remove(struct super_block *sb, struct dentry *key)
+{
+       struct dentry *retval;
+       spin_lock(&sb->s_dcache_lock);
+       retval = hashtable_remove(sb->s_dcache, key);
+       spin_unlock(&sb->s_dcache_lock);
+       return retval;
+}
+
 /* Inode Functions */
 
 /* Creates and initializes a new inode.  Generic fields are filled in.
@@ -493,7 +843,7 @@ struct inode *get_inode(struct dentry *dentry)
         * specific stuff. */
        struct inode *inode = sb->s_op->alloc_inode(sb);
        if (!inode) {
-               set_errno(current_tf, ENOMEM);
+               set_errno(ENOMEM);
                return 0;
        }
        TAILQ_INSERT_HEAD(&sb->s_inodes, inode, i_sb_list);             /* weak inode ref */
@@ -505,9 +855,13 @@ struct inode *get_inode(struct dentry *dentry)
        inode->i_ino = 0;                                       /* set by caller later */
        inode->i_blksize = sb->s_blocksize;
        spinlock_init(&inode->i_lock);
+       kref_get(&sb->s_kref, 1);                       /* could allow the dentry to pin it */
        inode->i_sb = sb;
+       inode->i_rdev = 0;                                      /* this has no real meaning yet */
+       inode->i_bdev = sb->s_bdev;                     /* storing an uncounted ref */
        inode->i_state = 0;                                     /* need real states, like I_NEW */
        inode->dirtied_when = 0;
+       inode->i_flags = 0;
        atomic_set(&inode->i_writecount, 0);
        /* Set up the page_map structures.  Default is to use the embedded one.
         * Might push some of this back into specific FSs.  For now, the FS tells us
@@ -521,22 +875,48 @@ struct inode *get_inode(struct dentry *dentry)
        return inode;
 }
 
-/* Helper op, used when creating regular files and directories.  Note we make a
- * distinction between the mode and the file type (for now).  After calling
- * this, call the FS specific version (create or mkdir), which will set the
- * i_ino, the filetype, and do any other FS-specific stuff.  Also note that a
- * lot of inode stuff was initialized in get_inode/alloc_inode.  The stuff here
- * is pertinent to the specific creator (user), mode, and time.  Also note we
- * don't pass this an nd, like Linux does... */
+/* Helper: loads/ reads in the inode numbered ino and attaches it to dentry */
+void load_inode(struct dentry *dentry, unsigned int ino)
+{
+       struct inode *inode;
+
+       /* look it up in the inode cache first */
+       inode = icache_get(dentry->d_sb, ino);
+       if (inode) {
+               /* connect the dentry to its inode */
+               TAILQ_INSERT_TAIL(&inode->i_dentry, dentry, d_alias);
+               dentry->d_inode = inode;        /* storing the ref we got from icache_get */
+               return;
+       }
+       /* otherwise, we need to do it manually */
+       inode = get_inode(dentry);
+       inode->i_ino = ino;
+       dentry->d_sb->s_op->read_inode(inode);
+       /* TODO: race here, two creators could miss in the cache, and then get here.
+        * need a way to sync across a blocking call.  needs to be either at this
+        * point in the code or per the ino (dentries could be different) */
+       icache_put(dentry->d_sb, inode);
+       kref_put(&inode->i_kref);
+}
+
+/* Helper op, used when creating regular files, directories, symlinks, etc.
+ * Note we make a distinction between the mode and the file type (for now).
+ * After calling this, call the FS specific version (create or mkdir), which
+ * will set the i_ino, the filetype, and do any other FS-specific stuff.  Also
+ * note that a lot of inode stuff was initialized in get_inode/alloc_inode.  The
+ * stuff here is pertinent to the specific creator (user), mode, and time.  Also
+ * note we don't pass this an nd, like Linux does... */
 static struct inode *create_inode(struct dentry *dentry, int mode)
 {
-       /* note it is the i_ino that uniquely identifies a file in the system.
-        * there's a diff between creating an inode (even for an in-use ino) and
-        * then filling it in, and vs creating a brand new one */
+       /* note it is the i_ino that uniquely identifies a file in the specific
+        * filesystem.  there's a diff between creating an inode (even for an in-use
+        * ino) and then filling it in, and vs creating a brand new one.
+        * get_inode() sets it to 0, and it should be filled in later in an
+        * FS-specific manner. */
        struct inode *inode = get_inode(dentry);
        if (!inode)
                return 0;
-       inode->i_mode = mode;
+       inode->i_mode = mode & S_PMASK; /* note that after this, we have no type */
        inode->i_nlink = 1;
        inode->i_size = 0;
        inode->i_blocks = 0;
@@ -547,23 +927,21 @@ static struct inode *create_inode(struct dentry *dentry, int mode)
        inode->i_ctime.tv_nsec = 0;
        inode->i_mtime.tv_nsec = 0;
        inode->i_bdev = inode->i_sb->s_bdev;
+       /* when we have notions of users, do something here: */
+       inode->i_uid = 0;
+       inode->i_gid = 0;
        return inode;
 }
 
 /* Create a new disk inode in dir associated with dentry, with the given mode.
  * called when creating a regular file.  dir is the directory/parent.  dentry is
  * the dentry of the inode we are creating.  Note the lack of the nd... */
-int create_file(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int flags, int mode)
+int create_file(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
 {
        struct inode *new_file = create_inode(dentry, mode);
        if (!new_file)
                return -1;
        dir->i_op->create(dir, dentry, mode, 0);
-       /* when we have notions of users, do something here: */
-       new_file->i_uid = 0;
-       new_file->i_gid = 0;
-       /* Not supposed to keep these creation flags */
-       new_file->i_flags = flags & ~(O_CREAT|O_TRUNC|O_EXCL|O_NOCTTY);
        kref_put(&new_file->i_kref);
        return 0;
 }
@@ -576,6 +954,7 @@ int create_dir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
        if (!new_dir)
                return -1;
        dir->i_op->mkdir(dir, dentry, mode);
+       dir->i_nlink++;         /* Directories get a hardlink for every child dir */
        /* Make sure my parent tracks me.  This is okay, since no directory (dir)
         * can have more than one dentry */
        struct dentry *parent = TAILQ_FIRST(&dir->i_dentry);
@@ -586,6 +965,19 @@ int create_dir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
        return 0;
 }
 
+/* Creates a new inode for a symlink associated with dentry in dir, containing
+ * the symlink symname */
+int create_symlink(struct inode *dir, struct dentry *dentry,
+                   const char *symname, int mode)
+{
+       struct inode *new_sym = create_inode(dentry, mode);
+       if (!new_sym)
+               return -1;
+       dir->i_op->symlink(dir, dentry, symname);
+       kref_put(&new_sym->i_kref);
+       return 0;
+}
+
 /* Returns 0 if the given mode is acceptable for the inode, and an appropriate
  * error code if not.  Needs to be writen, based on some sensible rules, and
  * will also probably use 'current' */
@@ -600,7 +992,17 @@ int check_perms(struct inode *inode, int access_mode)
 void inode_release(struct kref *kref)
 {
        struct inode *inode = container_of(kref, struct inode, i_kref);
-       inode->i_sb->s_op->destroy_inode(inode);
+       TAILQ_REMOVE(&inode->i_sb->s_inodes, inode, i_sb_list);
+       icache_remove(inode->i_sb, inode->i_ino);
+       /* Might need to write back or delete the file/inode */
+       if (inode->i_nlink) {
+               if (inode->i_state & I_STATE_DIRTY)
+                       inode->i_sb->s_op->write_inode(inode, TRUE);
+       } else {
+               inode->i_sb->s_op->delete_inode(inode);
+       }
+       /* Either way, we dealloc the in-memory version */
+       inode->i_sb->s_op->dealloc_inode(inode);        /* FS-specific clean-up */
        kref_put(&inode->i_sb->s_kref);
        assert(inode->i_mapping == &inode->i_pm);
        kmem_cache_free(inode_kcache, inode);
@@ -608,6 +1010,61 @@ void inode_release(struct kref *kref)
        // kref_put(inode->i_bdev->kref); /* assuming it's a bdev */
 }
 
+/* Fills in kstat with the stat information for the inode */
+void stat_inode(struct inode *inode, struct kstat *kstat)
+{
+       kstat->st_dev = inode->i_sb->s_dev;
+       kstat->st_ino = inode->i_ino;
+       kstat->st_mode = inode->i_mode;
+       kstat->st_nlink = inode->i_nlink;
+       kstat->st_uid = inode->i_uid;
+       kstat->st_gid = inode->i_gid;
+       kstat->st_rdev = inode->i_rdev;
+       kstat->st_size = inode->i_size;
+       kstat->st_blksize = inode->i_blksize;
+       kstat->st_blocks = inode->i_blocks;
+       kstat->st_atime = inode->i_atime;
+       kstat->st_mtime = inode->i_mtime;
+       kstat->st_ctime = inode->i_ctime;
+}
+
+/* Inode Cache management.  In general, search on the ino, get a refcnt'd value
+ * back.  Remove does not give you a reference back - it should only be called
+ * in inode_release(). */
+struct inode *icache_get(struct super_block *sb, unsigned int ino)
+{
+       /* This is the same style as in pid2proc, it's the "safely create a strong
+        * reference from a weak one, so long as other strong ones exist" pattern */
+       spin_lock(&sb->s_icache_lock);
+       struct inode *inode = hashtable_search(sb->s_icache, (void*)ino);
+       if (inode)
+               if (!kref_get_not_zero(&inode->i_kref, 1))
+                       inode = 0;
+       spin_unlock(&sb->s_icache_lock);
+       return inode;
+}
+
+void icache_put(struct super_block *sb, struct inode *inode)
+{
+       spin_lock(&sb->s_icache_lock);
+       /* there's a race in load_ino() that could trigger this */
+       assert(!hashtable_search(sb->s_icache, (void*)inode->i_ino));
+       hashtable_insert(sb->s_icache, (void*)inode->i_ino, inode);
+       spin_unlock(&sb->s_icache_lock);
+}
+
+struct inode *icache_remove(struct super_block *sb, unsigned int ino)
+{
+       struct inode *inode;
+       /* Presumably these hashtable removals could be easier since callers
+        * actually know who they are (same with the pid2proc hash) */
+       spin_lock(&sb->s_icache_lock);
+       inode = hashtable_remove(sb->s_icache, (void*)ino);
+       spin_unlock(&sb->s_icache_lock);
+       assert(inode && !kref_refcnt(&inode->i_kref));
+       return inode;
+}
+
 /* File functions */
 
 /* Read count bytes from the file into buf, starting at *offset, which is increased
@@ -710,101 +1167,455 @@ ssize_t generic_file_write(struct file *file, const char *buf, size_t count,
        return count;
 }
 
+/* Directories usually use this for their read method, which is the way glibc
+ * currently expects us to do a readdir (short of doing linux's getdents).  Will
+ * probably need work, based on whatever real programs want. */
+ssize_t generic_dir_read(struct file *file, char *u_buf, size_t count,
+                         off_t *offset)
+{
+       struct kdirent dir_r = {0}, *dirent = &dir_r;
+       int retval = 1;
+       size_t amt_copied = 0;
+       char *buf_end = u_buf + count;
+
+       if (!S_ISDIR(file->f_dentry->d_inode->i_mode)) {
+               set_errno(ENOTDIR);
+               return -1;
+       }
+       if (!count)
+               return 0;
+       /* start readdir from where it left off: */
+       dirent->d_off = *offset;
+       for (; (u_buf < buf_end) && (retval == 1); u_buf += sizeof(struct kdirent)){
+               /* TODO: UMEM/KFOP (pin the u_buf in the syscall, ditch the local copy,
+                * get rid of this memcpy and reliance on current, etc).  Might be
+                * tricky with the dirent->d_off and trust issues */
+               retval = file->f_op->readdir(file, dirent);
+               if (retval < 0) {
+                       set_errno(-retval);
+                       break;
+               }
+               /* Slight info exposure: could be extra crap after the name in the
+                * dirent (like the name of a deleted file) */
+               if (current) {
+                       memcpy_to_user(current, u_buf, dirent, sizeof(struct dirent));
+               } else {
+                       memcpy(u_buf, dirent, sizeof(struct dirent));
+               }
+               amt_copied += sizeof(struct dirent);
+       }
+       /* Next time read is called, we pick up where we left off */
+       *offset = dirent->d_off;        /* UMEM */
+       /* important to tell them how much they got.  they often keep going til they
+        * get 0 back (in the case of ls).  it's also how much has been read, but it
+        * isn't how much the f_pos has moved (which is opaque to the VFS). */
+       return amt_copied;
+}
+
 /* Opens the file, using permissions from current for lack of a better option.
  * It will attempt to create the file if it does not exist and O_CREAT is
- * specified.  This will return 0 on failure, and set errno.
- * TODO: There's a lot of stuff that we don't do, esp related to permission
- * checking and file truncating.  Create should set errno and propagate it up.*/
+ * specified.  This will return 0 on failure, and set errno.  TODO: There's some
+ * stuff that we don't do, esp related file truncating/creation.  flags are for
+ * opening, the mode is for creating.  The flags related to how to create
+ * (O_CREAT_FLAGS) are handled in this function, not in create_file().
+ *
+ * It's tempting to split this into a do_file_create and a do_file_open, based
+ * on the O_CREAT flag, but the O_CREAT flag can be ignored if the file exists
+ * already and O_EXCL isn't specified.  We could have open call create if it
+ * fails, but for now we'll keep it as is. */
 struct file *do_file_open(char *path, int flags, int mode)
 {
        struct file *file = 0;
        struct dentry *file_d;
        struct inode *parent_i;
        struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
-       int lookup_flags = LOOKUP_PARENT;
-       int error = 0;
+       int error;
 
-       /* lookup the parent */
-       nd->intent = flags & (O_RDONLY|O_WRONLY|O_RDWR);
-       if (flags & O_CREAT)
-               lookup_flags |= LOOKUP_CREATE;
-       error = path_lookup(path, lookup_flags, nd);
+       /* The file might exist, lets try to just open it right away */
+       nd->intent = LOOKUP_OPEN;
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, nd);
+       if (!error) {
+               /* Still need to make sure we didn't want to O_EXCL create */
+               if ((flags & O_CREAT) && (flags & O_EXCL)) {
+                       set_errno(EEXIST);
+                       goto out_path_only;
+               }
+               file_d = nd->dentry;
+               kref_get(&file_d->d_kref, 1);
+               goto open_the_file;
+       }
+       /* So it didn't already exist, release the path from the previous lookup,
+        * and then we try to create it. */
+       path_release(nd);       
+       /* get the parent, following links.  this means you get the parent of the
+        * final link (which may not be in 'path' in the first place. */
+       nd->intent = LOOKUP_CREATE;
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_PARENT | LOOKUP_FOLLOW, nd);
        if (error) {
-               set_errno(current_tf, -error);
-               return 0;
+               set_errno(-error);
+               goto out_path_only;
        }
-       /* see if the target is there, handle accordingly */
+       /* see if the target is there (shouldn't be), and handle accordingly */
        file_d = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
        if (!file_d) {
                if (!(flags & O_CREAT)) {
-                       path_release(nd);
-                       set_errno(current_tf, ENOENT);
-                       return 0;
+                       set_errno(ENOENT);
+                       goto out_path_only;
                }
                /* Create the inode/file.  get a fresh dentry too: */
                file_d = get_dentry(nd->dentry->d_sb, nd->dentry, nd->last.name);
                parent_i = nd->dentry->d_inode;
-               /* TODO: mode should be & ~umask.  Note that mode only applies to future
-                * opens. */
-               if (create_file(parent_i, file_d, flags, mode)) {
-                       kref_put(&file_d->d_kref);
-                       path_release(nd);
-                       return 0;
-               }
-               dcache_put(file_d);
-       } else {        /* the file exists */
+               /* Note that the mode technically should only apply to future opens,
+                * but we apply it immediately. */
+               if (create_file(parent_i, file_d, mode))        /* sets errno */
+                       goto out_file_d;
+               dcache_put(file_d->d_sb, file_d);
+       } else {        /* something already exists */
+               /* this can happen due to concurrent access, but needs to be thought
+                * through */
+               panic("File shouldn't be here!");
                if ((flags & O_CREAT) && (flags & O_EXCL)) {
                        /* wanted to create, not open, bail out */
-                       kref_put(&file_d->d_kref);
-                       path_release(nd);
-                       set_errno(current_tf, EACCES);
-                       return 0;
+                       set_errno(EEXIST);
+                       goto out_file_d;
                }
        }
+open_the_file:
        /* now open the file (freshly created or if it already existed).  At this
         * point, file_d is a refcnt'd dentry, regardless of which branch we took.*/
        if (flags & O_TRUNC)
                warn("File truncation not supported yet.");
-       file = dentry_open(file_d);             /* sets errno */
-       if (!file) {
-               kref_put(&file_d->d_kref);
-               path_release(nd);
-               return 0;
-       }
-       /* TODO: check the inode's mode (S_XXX) against the flags O_RDWR */
-       /* f_mode stores how the FILE is open, regardless of the mode */
-       file->f_mode = flags & (O_RDONLY|O_WRONLY|O_RDWR);
+       file = dentry_open(file_d, flags);                              /* sets errno */
+       /* Note the fall through to the exit paths.  File is 0 by default and if
+        * dentry_open fails. */
+out_file_d:
        kref_put(&file_d->d_kref);
+out_path_only:
        path_release(nd);
        return file;
 }
 
-/* Checks to see if path can be accessed via mode.  Doesn't do much now.  This
- * is an example of decent error propagation from the lower levels via int
- * retvals. */
-int do_file_access(char *path, int mode)
+/* Path is the location of the symlink, sometimes called the "new path", and
+ * symname is who we link to, sometimes called the "old path". */
+int do_symlink(char *path, const char *symname, int mode)
+{
+       struct dentry *sym_d;
+       struct inode *parent_i;
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+       int retval = -1;
+
+       nd->intent = LOOKUP_CREATE;
+       /* get the parent, but don't follow links */
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_PARENT, nd);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_path_only;
+       }
+       /* see if the target is already there, handle accordingly */
+       sym_d = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
+       if (sym_d) {
+               set_errno(EEXIST);
+               goto out_sym_d;
+       }
+       /* Doesn't already exist, let's try to make it: */
+       sym_d = get_dentry(nd->dentry->d_sb, nd->dentry, nd->last.name);
+       if (!sym_d) {
+               set_errno(ENOMEM);
+               goto out_path_only;
+       }
+       parent_i = nd->dentry->d_inode;
+       if (create_symlink(parent_i, sym_d, symname, mode))
+               goto out_sym_d;
+       dcache_put(sym_d->d_sb, sym_d);
+       retval = 0;                             /* Note the fall through to the exit paths */
+out_sym_d:
+       kref_put(&sym_d->d_kref);
+out_path_only:
+       path_release(nd);
+       return retval;
+}
+
+/* Makes a hard link for the file behind old_path to new_path */
+int do_link(char *old_path, char *new_path)
+{
+       struct dentry *link_d, *old_d;
+       struct inode *inode, *parent_dir;
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+       int retval = -1;
+
+       nd->intent = LOOKUP_CREATE;
+       /* get the absolute parent of the new_path */
+       error = path_lookup(new_path, LOOKUP_PARENT | LOOKUP_FOLLOW, nd);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_path_only;
+       }
+       parent_dir = nd->dentry->d_inode;
+       /* see if the new target is already there, handle accordingly */
+       link_d = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
+       if (link_d) {
+               set_errno(EEXIST);
+               goto out_link_d;
+       }
+       /* Doesn't already exist, let's try to make it.  Still need to stitch it to
+        * an inode and set its FS-specific stuff after this.*/
+       link_d = get_dentry(nd->dentry->d_sb, nd->dentry, nd->last.name);
+       if (!link_d) {
+               set_errno(ENOMEM);
+               goto out_path_only;
+       }
+       /* Now let's get the old_path target */
+       old_d = lookup_dentry(old_path, LOOKUP_FOLLOW);
+       if (!old_d)                                     /* errno set by lookup_dentry */
+               goto out_link_d;
+       /* For now, can only link to files */
+       if (!S_ISREG(old_d->d_inode->i_mode)) {
+               set_errno(EPERM);
+               goto out_both_ds;
+       }
+       /* Must be on the same FS */
+       if (old_d->d_sb != link_d->d_sb) {
+               set_errno(EXDEV);
+               goto out_both_ds;
+       }
+       /* Do whatever FS specific stuff there is first (which is also a chance to
+        * bail out). */
+       error = parent_dir->i_op->link(old_d, parent_dir, link_d);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_both_ds;
+       }
+       /* Finally stitch it up */
+       inode = old_d->d_inode;
+       kref_get(&inode->i_kref, 1);
+       link_d->d_inode = inode;
+       inode->i_nlink++;
+       TAILQ_INSERT_TAIL(&inode->i_dentry, link_d, d_alias);   /* weak ref */
+       dcache_put(link_d->d_sb, link_d);
+       retval = 0;                             /* Note the fall through to the exit paths */
+out_both_ds:
+       kref_put(&old_d->d_kref);
+out_link_d:
+       kref_put(&link_d->d_kref);
+out_path_only:
+       path_release(nd);
+       return retval;
+}
+
+/* Unlinks path from the directory tree.  Read the Documentation for more info.
+ */
+int do_unlink(char *path)
+{
+       struct dentry *dentry;
+       struct inode *parent_dir;
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+       int retval = -1;
+
+       /* get the parent of the target, and don't follow a final link */
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_PARENT, nd);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_path_only;
+       }
+       parent_dir = nd->dentry->d_inode;
+       /* make sure the target is there */
+       dentry = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
+       if (!dentry) {
+               set_errno(ENOENT);
+               goto out_path_only;
+       }
+       /* Make sure the target is not a directory */
+       if (S_ISDIR(dentry->d_inode->i_mode)) {
+               set_errno(EISDIR);
+               goto out_dentry;
+       }
+       /* Remove the dentry from its parent */
+       error = parent_dir->i_op->unlink(parent_dir, dentry);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_dentry;
+       }
+       /* Now that our parent doesn't track us, we need to make sure we aren't
+        * findable via the dentry cache.  DYING, so we will be freed in
+        * dentry_release() */
+       dentry->d_flags |= DENTRY_DYING;
+       dcache_remove(dentry->d_sb, dentry);
+       dentry->d_inode->i_nlink--;     /* TODO: race here, esp with a decref */
+       /* At this point, the dentry is unlinked from the FS, and the inode has one
+        * less link.  When the in-memory objects (dentry, inode) are going to be
+        * released (after all open files are closed, and maybe after entries are
+        * evicted from the cache), then nlinks will get checked and the FS-file
+        * will get removed from the disk */
+       retval = 0;                             /* Note the fall through to the exit paths */
+out_dentry:
+       kref_put(&dentry->d_kref);
+out_path_only:
+       path_release(nd);
+       return retval;
+}
+
+/* Checks to see if path can be accessed via mode.  Need to actually send the
+ * mode along somehow, so this doesn't do much now.  This is an example of
+ * decent error propagation from the lower levels via int retvals. */
+int do_access(char *path, int mode)
 {
        struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
        int retval = 0;
-       /* TODO: when we care about access, do stuff here.  Need to be a bit careful
-        * about how intent works with access (F_OK, R_OK, etc) and open (O_RDONLY)
-        */
-       nd->intent = mode;
+       nd->intent = LOOKUP_ACCESS;
        retval = path_lookup(path, 0, nd);
        path_release(nd);       
        return retval;
 }
 
+int do_chmod(char *path, int mode)
+{
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int retval = 0;
+       retval = path_lookup(path, 0, nd);
+       if (!retval) {
+               #if 0
+               /* TODO: when we have notions of uid, check for the proc's uid */
+               if (nd->dentry->d_inode->i_uid != UID_OF_ME)
+                       retval = -EPERM;
+               else
+               #endif
+                       nd->dentry->d_inode->i_mode |= mode & S_PMASK;
+       }
+       path_release(nd);       
+       return retval;
+}
+
+/* Make a directory at path with mode.  Returns -1 and sets errno on errors */
+int do_mkdir(char *path, int mode)
+{
+       struct dentry *dentry;
+       struct inode *parent_i;
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+       int retval = -1;
+
+       nd->intent = LOOKUP_CREATE;
+       /* get the parent, but don't follow links */
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_PARENT, nd);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_path_only;
+       }
+       /* see if the target is already there, handle accordingly */
+       dentry = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
+       if (dentry) {
+               set_errno(EEXIST);
+               goto out_dentry;
+       }
+       /* Doesn't already exist, let's try to make it: */
+       dentry = get_dentry(nd->dentry->d_sb, nd->dentry, nd->last.name);
+       if (!dentry) {
+               set_errno(ENOMEM);
+               goto out_path_only;
+       }
+       parent_i = nd->dentry->d_inode;
+       if (create_dir(parent_i, dentry, mode))
+               goto out_dentry;
+       dcache_put(dentry->d_sb, dentry);
+       retval = 0;                             /* Note the fall through to the exit paths */
+out_dentry:
+       kref_put(&dentry->d_kref);
+out_path_only:
+       path_release(nd);
+       return retval;
+}
+
+int do_rmdir(char *path)
+{
+       struct dentry *dentry;
+       struct inode *parent_i;
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+       int retval = -1;
+
+       /* get the parent, following links (probably want this), and we must get a
+        * directory.  Note, current versions of path_lookup can't handle both
+        * PARENT and DIRECTORY, at least, it doesn't check that *path is a
+        * directory. */
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_PARENT | LOOKUP_FOLLOW | LOOKUP_DIRECTORY,
+                           nd);
+       if (error) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_path_only;
+       }
+       /* make sure the target is already there, handle accordingly */
+       dentry = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
+       if (!dentry) {
+               set_errno(ENOENT);
+               goto out_path_only;
+       }
+       if (!S_ISDIR(dentry->d_inode->i_mode)) {
+               set_errno(ENOTDIR);
+               goto out_dentry;
+       }
+       if (dentry->d_mount_point) {
+               set_errno(EBUSY);
+               goto out_dentry;
+       }
+       /* TODO: make sure we aren't a mount or processes root (EBUSY) */
+       /* Now for the removal.  the FSs will check if they are empty */
+       parent_i = nd->dentry->d_inode;
+       error = parent_i->i_op->rmdir(parent_i, dentry);
+       if (error < 0) {
+               set_errno(-error);
+               goto out_dentry;
+       }
+       /* Now that our parent doesn't track us, we need to make sure we aren't
+        * findable via the dentry cache.  DYING, so we will be freed in
+        * dentry_release() */
+       dentry->d_flags |= DENTRY_DYING;
+       dcache_remove(dentry->d_sb, dentry);
+       /* Decref ourselves, so inode_release() knows we are done */
+       dentry->d_inode->i_nlink--;
+       TAILQ_REMOVE(&nd->dentry->d_subdirs, dentry, d_subdirs_link);
+       parent_i->i_nlink--;            /* TODO: race on this, esp since its a decref */
+       /* we still have d_parent and a kref on our parent, which will go away when
+        * the in-memory dentry object goes away. */
+       retval = 0;                             /* Note the fall through to the exit paths */
+out_dentry:
+       kref_put(&dentry->d_kref);
+out_path_only:
+       path_release(nd);
+       return retval;
+}
+
 /* Opens and returns the file specified by dentry */
-struct file *dentry_open(struct dentry *dentry)
+struct file *dentry_open(struct dentry *dentry, int flags)
 {
        struct inode *inode;
+       int desired_mode;
        struct file *file = kmem_cache_alloc(file_kcache, 0);
        if (!file) {
-               set_errno(current_tf, ENOMEM);
+               set_errno(ENOMEM);
                return 0;
        }
        inode = dentry->d_inode;
+       /* Do the mode first, since we can still error out.  f_mode stores how the
+        * OS file is open, which can be more restrictive than the i_mode */
+       switch (flags & (O_RDONLY | O_WRONLY | O_RDWR)) {
+               case O_RDONLY:
+                       desired_mode = S_IRUSR;
+                       break;
+               case O_WRONLY:
+                       desired_mode = S_IWUSR;
+                       break;
+               case O_RDWR:
+                       desired_mode = S_IRUSR | S_IWUSR;
+                       break;
+               default:
+                       goto error_access;
+       }
+       if (check_perms(inode, desired_mode))
+               goto error_access;
+       file->f_mode = desired_mode;
        /* one for the ref passed out, and *none* for the sb TAILQ */
        kref_init(&file->f_kref, file_release, 1);
        /* Add to the list of all files of this SB */
@@ -814,8 +1625,8 @@ struct file *dentry_open(struct dentry *dentry)
        kref_get(&inode->i_sb->s_mount->mnt_kref, 1);
        file->f_vfsmnt = inode->i_sb->s_mount;          /* saving a ref to the vmnt...*/
        file->f_op = inode->i_fop;
-       file->f_flags = inode->i_flags;                         /* just taking the inode vals */
-       file->f_mode = inode->i_mode;
+       /* Don't store open mode or creation flags */
+       file->f_flags = flags & ~(O_ACCMODE | O_CREAT_FLAGS);
        file->f_pos = 0;
        file->f_uid = inode->i_uid;
        file->f_gid = inode->i_gid;
@@ -826,6 +1637,10 @@ struct file *dentry_open(struct dentry *dentry)
        file->f_mapping = inode->i_mapping;
        file->f_op->open(inode, file);
        return file;
+error_access:
+       set_errno(EACCES);
+       kmem_cache_free(file_kcache, file);
+       return 0;
 }
 
 /* Closes a file, fsync, whatever else is necessary.  Called when the kref hits
@@ -1007,10 +1822,9 @@ struct file *put_file_from_fd(struct files_struct *open_files, int file_desc)
                        assert(file_desc < open_files->max_files);
                        file = open_files->fd[file_desc];
                        open_files->fd[file_desc] = 0;
+                       assert(file);
+                       kref_put(&file->f_kref);
                        CLR_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, file_desc);
-                       /* the if case is due to files (stdin) without a *file yet */
-                       if (file)
-                               kref_put(&file->f_kref);
                }
        }
        spin_unlock(&open_files->lock);
@@ -1018,12 +1832,14 @@ struct file *put_file_from_fd(struct files_struct *open_files, int file_desc)
 }
 
 /* Inserts the file in the files_struct, returning the corresponding new file
- * descriptor, or an error code.  We currently grab the first open FD. */
-int insert_file(struct files_struct *open_files, struct file *file)
+ * descriptor, or an error code.  We start looking for open fds from low_fd. */
+int insert_file(struct files_struct *open_files, struct file *file, int low_fd)
 {
        int slot = -1;
+       if ((low_fd < 0) || (low_fd > NR_FILE_DESC_MAX))
+               return -EINVAL;
        spin_lock(&open_files->lock);
-       for (int i = 0; i < open_files->max_fdset; i++) {
+       for (int i = low_fd; i < open_files->max_fdset; i++) {
                if (GET_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, i))
                        continue;
                slot = i;
@@ -1053,12 +1869,12 @@ void close_all_files(struct files_struct *open_files, bool cloexec)
                         * have a valid fdset higher than files */
                        assert(i < open_files->max_files);
                        file = open_files->fd[i];
-                       if (cloexec && !(file->f_flags | O_CLOEXEC))
+                       if (cloexec && !(file->f_flags & O_CLOEXEC))
                                continue;
+                       /* Actually close the file */
                        open_files->fd[i] = 0;
-                       /* the if case is due to files (stdin) without a *file yet */
-                       if (file)
-                               kref_put(&file->f_kref);
+                       assert(file);
+                       kref_put(&file->f_kref);
                        CLR_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, i);
                }
        }
@@ -1077,14 +1893,164 @@ void clone_files(struct files_struct *src, struct files_struct *dst)
                         * have a valid fdset higher than files */
                        assert(i < src->max_files);
                        file = src->fd[i];
-                       SET_BITMASK_BIT(dst->open_fds->fds_bits, i);
                        assert(i < dst->max_files && dst->fd[i] == 0);
+                       SET_BITMASK_BIT(dst->open_fds->fds_bits, i);
                        dst->fd[i] = file;
-                       /* the if case is due to files (stdin) without a *file yet */
-                       if (file)
-                               kref_get(&file->f_kref, 1);
+                       assert(file);
+                       kref_get(&file->f_kref, 1);
+                       if (i >= dst->next_fd)
+                               dst->next_fd = i + 1;
                }
        }
        spin_unlock(&dst->lock);
        spin_unlock(&src->lock);
 }
+
+/* Change the working directory of the given fs env (one per process, at this
+ * point).  Returns 0 for success, -ERROR for whatever error. */
+int do_chdir(struct fs_struct *fs_env, char *path)
+{
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int retval;
+       retval = path_lookup(path, LOOKUP_DIRECTORY, nd);
+       if (!retval) {
+               /* nd->dentry is the place we want our PWD to be */
+               kref_get(&nd->dentry->d_kref, 1);
+               kref_put(&fs_env->pwd->d_kref);
+               fs_env->pwd = nd->dentry;
+       }
+       path_release(nd);
+       return retval;
+}
+
+/* Returns a null-terminated string of up to length cwd_l containing the
+ * absolute path of fs_env, (up to fs_env's root).  Be sure to kfree the char*
+ * "kfree_this" when you are done with it.  We do this since it's easier to
+ * build this string going backwards.  Note cwd_l is not a strlen, it's an
+ * absolute size. */
+char *do_getcwd(struct fs_struct *fs_env, char **kfree_this, size_t cwd_l)
+{
+       struct dentry *dentry = fs_env->pwd;
+       size_t link_len;
+       char *path_start, *kbuf;
+
+       if (cwd_l < 2) {
+               set_errno(ERANGE);
+               return 0;
+       }
+       kbuf = kmalloc(cwd_l, 0);
+       if (!kbuf) {
+               set_errno(ENOMEM);
+               return 0;
+       }
+       *kfree_this = kbuf;
+       kbuf[cwd_l - 1] = '\0';
+       kbuf[cwd_l - 2] = '/';
+       /* for each dentry in the path, all the way back to the root of fs_env, we
+        * grab the dentry name, push path_start back enough, and write in the name,
+        * using /'s to terminate.  We skip the root, since we don't want it's
+        * actual name, just "/", which is set before each loop. */
+       path_start = kbuf + cwd_l - 2;  /* the last byte written */
+       while (dentry != fs_env->root) {
+               link_len = dentry->d_name.len;          /* this does not count the \0 */
+               if (path_start - (link_len + 2) < kbuf) {
+                       kfree(kbuf);
+                       set_errno(ERANGE);
+                       return 0;
+               }
+               path_start -= link_len + 1;     /* the 1 is for the \0 */
+               strncpy(path_start, dentry->d_name.name, link_len);
+               path_start--;
+               *path_start = '/';
+               dentry = dentry->d_parent;      
+       }
+       return path_start;
+}
+
+static void print_dir(struct dentry *dentry, char *buf, int depth)
+{
+       struct dentry *child_d;
+       struct dirent next = {0};
+       struct file *dir;
+       int retval;
+
+       if (!S_ISDIR(dentry->d_inode->i_mode)) {
+               warn("Thought this was only directories!!");
+               return;
+       }
+       /* Print this dentry */
+       printk("%s%s/ nlink: %d\n", buf, dentry->d_name.name,
+              dentry->d_inode->i_nlink);
+       if (dentry->d_mount_point) {
+               dentry = dentry->d_mounted_fs->mnt_root;
+       }
+       if (depth >= 32)
+               return;
+       /* Set buffer for our kids */
+       buf[depth] = '\t';
+       dir = dentry_open(dentry, 0);
+       if (!dir)
+               panic("Filesystem seems inconsistent - unable to open a dir!");
+       /* Process every child, recursing on directories */
+       while (1) {
+               retval = dir->f_op->readdir(dir, &next);
+               if (retval >= 0) {
+                       /* Skip .., ., and empty entries */
+                       if (!strcmp("..", next.d_name) || !strcmp(".", next.d_name) ||
+                           next.d_ino == 0)
+                               goto loop_next;
+                       /* there is an entry, now get its dentry */
+                       child_d = do_lookup(dentry, next.d_name);
+                       if (!child_d)
+                               panic("Inconsistent FS, dirent doesn't have a dentry!");
+                       /* Recurse for directories, or just print the name for others */
+                       switch (child_d->d_inode->i_mode & __S_IFMT) {
+                               case (__S_IFDIR):
+                                       print_dir(child_d, buf, depth + 1);
+                                       break;
+                               case (__S_IFREG):
+                                       printk("%s%s size(B): %d nlink: %d\n", buf, next.d_name,
+                                              child_d->d_inode->i_size, child_d->d_inode->i_nlink);
+                                       break;
+                               case (__S_IFLNK):
+                                       printk("%s%s -> %s\n", buf, next.d_name,
+                                              child_d->d_inode->i_op->readlink(child_d));
+                                       break;
+                               case (__S_IFCHR):
+                                       printk("%s%s (char device) nlink: %d\n", buf, next.d_name,
+                                              child_d->d_inode->i_nlink);
+                                       break;
+                               case (__S_IFBLK):
+                                       printk("%s%s (block device) nlink: %d\n", buf, next.d_name,
+                                              child_d->d_inode->i_nlink);
+                                       break;
+                               default:
+                                       warn("Look around you!  Unknown filetype!");
+                       }
+                       kref_put(&child_d->d_kref);     
+               }
+loop_next:
+               if (retval <= 0)
+                       break;
+       }
+       /* Reset buffer to the way it was */
+       buf[depth] = '\0';
+       kref_put(&dir->f_kref);
+}
+
+/* Debugging */
+int ls_dash_r(char *path)
+{
+       struct nameidata nd_r = {0}, *nd = &nd_r;
+       int error;
+       char buf[32] = {0};
+
+       error = path_lookup(path, LOOKUP_ACCESS | LOOKUP_DIRECTORY, nd);
+       if (error) {
+               path_release(nd);
+               return error;
+       }
+       print_dir(nd->dentry, buf, 0);
+       path_release(nd);
+       return 0;
+}