Fixing syscalls to new seterrno and setretval.
[akaros.git] / kern / src / vfs.c
index 7aab421..45851f2 100644 (file)
@@ -14,6 +14,7 @@
 #include <kfs.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;
@@ -39,6 +40,8 @@ struct vfsmount *mount_fs(struct fs_type *fs, char *dev_name,
        struct super_block *sb;
        struct vfsmount *vmnt = kmalloc(sizeof(struct vfsmount), 0);
 
+       /* this first ref is stored in the NS tailq below */
+       kref_init(&vmnt->mnt_kref, fake_release, 1);
        /* Build the vfsmount, if there is no mnt_pt, mnt is the root vfsmount (for now).
         * fields related to the actual FS, like the sb and the mnt_root are set in
         * the fs-specific get_sb() call. */
@@ -48,7 +51,7 @@ struct vfsmount *mount_fs(struct fs_type *fs, char *dev_name,
        } else { /* common case, but won't be tested til we try to mount another FS */
                mnt_pt->d_mount_point = TRUE;
                mnt_pt->d_mounted_fs = vmnt;
-               atomic_inc(&vmnt->mnt_refcnt); /* held by mnt_pt */
+               kref_get(&vmnt->mnt_kref, 1); /* held by mnt_pt */
                vmnt->mnt_parent = mnt_pt->d_sb->s_mount;
                vmnt->mnt_mountpoint = mnt_pt;
        }
@@ -56,8 +59,7 @@ struct vfsmount *mount_fs(struct fs_type *fs, char *dev_name,
        vmnt->mnt_flags = flags;
        vmnt->mnt_devname = dev_name;
        vmnt->mnt_namespace = ns;
-       atomic_inc(&ns->refcnt); /* held by vmnt */
-       atomic_set(&vmnt->mnt_refcnt, 1); /* for the ref in the NS tailq below */
+       kref_get(&ns->kref, 1); /* held by vmnt */
 
        /* Read in / create the SB */
        sb = fs->get_sb(fs, flags, dev_name, vmnt);
@@ -90,8 +92,8 @@ void vfs_init(void)
                                         __alignof__(struct inode), 0, 0, 0);
        file_kcache = kmem_cache_create("file", sizeof(struct file),
                                        __alignof__(struct file), 0, 0, 0);
-
-       atomic_set(&default_ns.refcnt, 1); // default NS never dies, +1 to exist
+       /* default NS never dies, +1 to exist */
+       kref_init(&default_ns.kref, fake_release, 1);
        spinlock_init(&default_ns.lock);
        default_ns.root = NULL;
        TAILQ_INIT(&default_ns.vfsmounts);
@@ -107,11 +109,6 @@ void vfs_init(void)
        default_ns.root = mount_fs(&kfs_fs_type, "RAM", NULL, 0, &default_ns);
 
        printk("vfs_init() completed\n");
-       /*
-       put structs and friends in struct proc, and init in proc init
-       */
-       // LOOKUP: follow_mount, follow_link, etc
-       // pains in the ass for having .. or . in the middle of the path
 }
 
 /* Builds / populates the qstr of a dentry based on its d_iname.  If there is an
@@ -129,7 +126,7 @@ void qstr_builder(struct dentry *dentry, char *l_name)
 /* Useful little helper - return the string ptr for a given file */
 char *file_name(struct file *file)
 {
-       return (char*)TAILQ_FIRST(&file->f_inode->i_dentry)->d_name.name;
+       return file->f_dentry->d_name.name;
 }
 
 /* Some issues with this, coupled closely to fs_lookup.  This assumes that
@@ -150,25 +147,48 @@ static struct dentry *do_lookup(struct dentry *parent, char *name)
        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;
-}
-
 /* Update ND such that it represents having followed dentry.  IAW the nd
  * refcnting rules, we need to decref any references that were in there before
  * they get clobbered. */
 static int next_link(struct dentry *dentry, struct nameidata *nd)
 {
        assert(nd->dentry && nd->mnt);
-       atomic_dec(&nd->dentry->d_refcnt);
-       atomic_dec(&nd->mnt->mnt_refcnt);
+       /* update the dentry */
+       kref_get(&dentry->d_kref, 1);
+       kref_put(&nd->dentry->d_kref);
        nd->dentry = dentry;
-       nd->mnt = dentry->d_sb->s_mount;
+       /* update the mount, if we need to */
+       if (dentry->d_sb->s_mount != nd->mnt) {
+               kref_get(&dentry->d_sb->s_mount->mnt_kref, 1);
+               kref_put(&nd->mnt->mnt_kref);
+               nd->mnt = dentry->d_sb->s_mount;
+       }
+       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)
+               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;
 }
 
@@ -184,6 +204,19 @@ static int follow_symlink(struct nameidata *nd)
        return 0;
 }
 
+/* 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;
+}
+
 /* Resolves the links in a basic path walk.  0 for success, -EWHATEVER
  * otherwise.  The final lookup is returned via nd. */
 static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
@@ -212,25 +245,21 @@ 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);
@@ -239,20 +268,31 @@ static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
                        return -ENOENT;
                /* make link_dentry the current step/answer */
                next_link(link_dentry, 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))
                        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.  linux does some stuff with saving
-        * the name of the link (last) and the type (last_type), which we'll do once
-        * i see the need for it. */
-       if (nd->flags & LOOKUP_PARENT)
+       /* 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);
                return 0;
+       }
        /* deal with some weird cases with . and .. (completely untested) */
        if (!strcmp(".", link))
                return 0;
@@ -262,6 +302,7 @@ static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
        if (!link_dentry)
                return -ENOENT;
        next_link(link_dentry, nd);
+       kref_put(&link_dentry->d_kref); /* do_lookup gave us a refcnt dentry */
        follow_mount(nd);
        follow_symlink(nd);
        /* If we wanted a directory, but didn't get one, error out */
@@ -272,13 +313,17 @@ static int link_path_walk(char *path, struct nameidata *nd)
 }
 
 /* Given path, return the inode for the final dentry.  The ND should be
- * initialized for the first call - specifically, we need the intent and
- * potentially a LOOKUP_PARENT.
+ * initialized for the first call - specifically, we need the intent. 
+ * LOOKUP_PARENT and friends go in this flags var.
+ *
+ * TODO: this should consider the intent.  Note that creating requires writing
+ * to the last directory.
  *
  * 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)
 {
+       printd("Path lookup for %s\n", path);
        /* we allow absolute lookups with no process context */
        if (path[0] == '/') {                   /* absolute lookup */
                if (!current)
@@ -293,8 +338,8 @@ int path_lookup(char *path, int flags, struct nameidata *nd)
        nd->mnt = nd->dentry->d_sb->s_mount;
        /* Whenever references get put in the nd, incref them.  Whenever they are
         * removed, decref them. */
-       atomic_inc(&nd->mnt->mnt_refcnt);
-       atomic_inc(&nd->dentry->d_refcnt);
+       kref_get(&nd->mnt->mnt_kref, 1);
+       kref_get(&nd->dentry->d_kref, 1);
        nd->flags = flags;
        nd->depth = 0;                                  /* used in symlink following */
        return link_path_walk(path, nd);        
@@ -304,31 +349,8 @@ int path_lookup(char *path, int flags, struct nameidata *nd)
  * regardless of whether it succeeded or not.  It will free any references */
 void path_release(struct nameidata *nd)
 {
-       /* TODO: (REF), do something when we hit 0, etc... */
-       atomic_dec(&nd->dentry->d_refcnt);
-       atomic_dec(&nd->mnt->mnt_refcnt);
-}
-
-/* Seems convenient: Given a path, return the appropriate file.  The reference
- * returned is refcounted (which is done by open()). */
-struct file *path_to_file(char *path)
-{
-       struct file *f = 0;
-       struct nameidata nd = {0};
-       if (path_lookup(path, 0, &nd))
-               return 0;
-       f = kmem_cache_alloc(file_kcache, 0);
-       if (!f) {
-               path_release(&nd);
-               return 0;
-       }
-       if (nd.dentry->d_inode->i_fop->open(nd.dentry->d_inode, f)) {
-               path_release(&nd);
-               kmem_cache_free(file_kcache, f);
-               return 0;
-       }
-       path_release(&nd);
-       return f;
+       kref_put(&nd->dentry->d_kref);
+       kref_put(&nd->mnt->mnt_kref);
 }
 
 /* Superblock functions */
@@ -341,7 +363,7 @@ struct super_block *get_sb(void)
        struct super_block *sb = kmalloc(sizeof(struct super_block), 0);
        sb->s_dirty = FALSE;
        spinlock_init(&sb->s_lock);
-       atomic_set(&sb->s_refcnt, 1); // for the ref passed out
+       kref_init(&sb->s_kref, fake_release, 1); /* for the ref passed out */
        TAILQ_INIT(&sb->s_inodes);
        TAILQ_INIT(&sb->s_dirty_i);
        TAILQ_INIT(&sb->s_io_wb);
@@ -366,28 +388,30 @@ void init_sb(struct super_block *sb, struct vfsmount *vmnt,
         * by vfsmount's mnt_root.  The parent is dealt with later. */
        struct dentry *d_root = get_dentry(sb, 0,  "/");        /* probably right */
 
-       /* a lot of here on down is normally done in lookup() */
+       /* a lot of here on down is normally done in lookup() or create, since
+        * get_dentry isn't a fully usable dentry.  The two FS-specific settings are
+        * normally inherited from a parent within the same FS in get_dentry, but we
+        * have none here. */
        d_root->d_op = d_op;
        d_root->d_fs_info = d_fs_info;
-       struct inode *inode = sb->s_op->alloc_inode(sb);
+       struct inode *inode = get_inode(d_root);
        if (!inode)
                panic("This FS sucks!");
-       d_root->d_inode = inode;
-       TAILQ_INSERT_TAIL(&inode->i_dentry, d_root, d_alias);
-       atomic_inc(&d_root->d_refcnt);                  /* held by the inode */
+       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);
        /* Link the dentry and SB to the VFS mount */
-       vmnt->mnt_root = d_root;                                /* refcnt'd above */
+       vmnt->mnt_root = d_root;                                /* ref comes from get_dentry */
        vmnt->mnt_sb = sb;
        /* If there is no mount point, there is no parent.  This is true only for
         * the rootfs. */
        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 */
-               atomic_inc(&vmnt->mnt_mountpoint->d_refcnt);/* held by d_root */
        }
        /* 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
@@ -397,7 +421,10 @@ void init_sb(struct super_block *sb, struct vfsmount *vmnt,
 
 /* Dentry Functions */
 
-/* Helper to alloc and initialize a generic dentry.
+/* Helper to alloc and initialize a generic dentry.  The following needs to be
+ * 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).
  *
  * 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. */
@@ -410,16 +437,19 @@ struct dentry *get_dentry(struct super_block *sb, struct dentry *parent,
        char *l_name = 0;
 
        //memset(dentry, 0, sizeof(struct dentry));
-       atomic_set(&dentry->d_refcnt, 1);       /* this ref is returned */
+       kref_init(&dentry->d_kref, dentry_release, 1);  /* this ref is returned */
        spinlock_init(&dentry->d_lock);
        TAILQ_INIT(&dentry->d_subdirs);
        dentry->d_time = 0;
+       kref_get(&sb->s_kref, 1);
        dentry->d_sb = sb;                                      /* storing a ref here... */
        dentry->d_mount_point = FALSE;
        dentry->d_mounted_fs = 0;
+       if (parent)     {                                               /* no parent for rootfs mount */
+               kref_get(&parent->d_kref, 1);
+               dentry->d_op = parent->d_op;    /* d_op set in init_sb for parentless */
+       }
        dentry->d_parent = parent;
-       if (parent)                                                     /* no parent for rootfs mount */
-               atomic_inc(&parent->d_refcnt);
        dentry->d_flags = 0;                            /* related to its dcache state */
        dentry->d_fs_info = 0;
        SLIST_INIT(&dentry->d_bucket);
@@ -434,20 +464,159 @@ struct dentry *get_dentry(struct super_block *sb, struct dentry *parent,
                l_name[name_len] = '\0';
                qstr_builder(dentry, l_name);
        }
+       /* Catch bugs by aggressively zeroing this (o/w we use old stuff) */
+       dentry->d_inode = 0;
        return dentry;
 }
 
 /* Adds a dentry to the dcache. */
 void dcache_put(struct dentry *dentry)
 {
-       // TODO: prob should do something with the dentry flags
+#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
+}
+
+/* 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.
+ * 
+ * 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)
+{
+       struct dentry *dentry = container_of(kref, struct dentry, d_kref);
+       printd("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_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 */
+       }
+       kmem_cache_free(dentry_kcache, dentry);
 }
 
 /* Inode Functions */
 
+/* Creates and initializes a new inode.  Generic fields are filled in.
+ * FS-specific fields are filled in by the callout.  Specific fields are filled
+ * in in read_inode() based on what's on the disk for a given i_no, or when the
+ * inode is created (for new objects).
+ *
+ * i_no is set by the caller.  Note that this means this inode can be for an
+ * inode that is already on disk, or it can be used when creating. */
+struct inode *get_inode(struct dentry *dentry)
+{
+       struct super_block *sb = dentry->d_sb;
+       /* FS allocs and sets the following: i_op, i_fop, i_pm.pm_op, and any FS
+        * specific stuff. */
+       struct inode *inode = sb->s_op->alloc_inode(sb);
+       if (!inode) {
+               set_errno(ENOMEM);
+               return 0;
+       }
+       TAILQ_INSERT_HEAD(&sb->s_inodes, inode, i_sb_list);             /* weak inode ref */
+       TAILQ_INIT(&inode->i_dentry);
+       TAILQ_INSERT_TAIL(&inode->i_dentry, dentry, d_alias);   /* weak dentry ref*/
+       /* one for the dentry->d_inode, one passed out */
+       kref_init(&inode->i_kref, inode_release, 2);
+       dentry->d_inode = inode;
+       inode->i_ino = 0;                                       /* set by caller later */
+       inode->i_blksize = sb->s_blocksize;
+       spinlock_init(&inode->i_lock);
+       inode->i_sb = sb;
+       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
+        * what pm_op they want via i_pm.pm_op, which we use when we point i_mapping
+        * to i_pm. */
+       inode->i_mapping = &inode->i_pm;
+       inode->i_mapping->pm_host = inode;
+       radix_tree_init(&inode->i_mapping->pm_tree);
+       spinlock_init(&inode->i_mapping->pm_tree_lock);
+       inode->i_mapping->pm_flags = 0;
+       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... */
+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 */
+       struct inode *inode = get_inode(dentry);
+       if (!inode)
+               return 0;
+       inode->i_mode = mode;
+       inode->i_nlink = 1;
+       inode->i_size = 0;
+       inode->i_blocks = 0;
+       inode->i_atime.tv_sec = 0;              /* TODO: now! */
+       inode->i_ctime.tv_sec = 0;
+       inode->i_mtime.tv_sec = 0;
+       inode->i_atime.tv_nsec = 0;             /* are these supposed to be the extra ns? */
+       inode->i_ctime.tv_nsec = 0;
+       inode->i_mtime.tv_nsec = 0;
+       inode->i_bdev = inode->i_sb->s_bdev;
+       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 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;
+       kref_put(&new_file->i_kref);
+       return 0;
+}
+
+/* Creates a new inode for a directory associated with dentry in dir with the
+ * given mode. */
+int create_dir(struct inode *dir, struct dentry *dentry, int mode)
+{
+       struct inode *new_dir = create_inode(dentry, mode);
+       if (!new_dir)
+               return -1;
+       dir->i_op->mkdir(dir, dentry, mode);
+       /* 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);
+       assert(parent && parent == TAILQ_LAST(&dir->i_dentry, dentry_tailq));
+       /* parent dentry tracks dentry as a subdir, weak reference */
+       TAILQ_INSERT_TAIL(&parent->d_subdirs, dentry, d_subdirs_link);
+       kref_put(&new_dir->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' */
@@ -456,6 +625,59 @@ int check_perms(struct inode *inode, int access_mode)
        return 0;       /* anything goes! */
 }
 
+/* Called after all external refs are gone to clean up the inode.  Once this is
+ * called, all dentries pointing here are already done (one of them triggered
+ * this via kref_put(). */
+void inode_release(struct kref *kref)
+{
+       struct inode *inode = container_of(kref, struct inode, i_kref);
+       inode->i_sb->s_op->destroy_inode(inode);
+       kref_put(&inode->i_sb->s_kref);
+       assert(inode->i_mapping == &inode->i_pm);
+       kmem_cache_free(inode_kcache, inode);
+       /* TODO: (BDEV) */
+       // kref_put(inode->i_bdev->kref); /* assuming it's a bdev */
+}
+
+/* Looks up the inode for the given path, returning a refcnt'd inode (or 0).
+ * Permissions are applied for the current user, which is quite a broken system
+ * at the moment.  Flags are lookup flags. */
+struct inode *lookup_inode(char *path, int flags)
+{
+       struct inode *inode;
+       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;
+       }
+       inode = nd->dentry->d_inode;
+       kref_get(&inode->i_kref, 1);
+       path_release(nd);
+       return inode;
+}
+
+/* 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;
+}
+
 /* File functions */
 
 /* Read count bytes from the file into buf, starting at *offset, which is increased
@@ -475,11 +697,11 @@ ssize_t generic_file_read(struct file *file, char *buf, size_t count,
        /* Consider pushing some error checking higher in the VFS */
        if (!count)
                return 0;
-       if (*offset == file->f_inode->i_size)
+       if (*offset == file->f_dentry->d_inode->i_size)
                return 0; /* EOF */
        /* Make sure we don't go past the end of the file */
-       if (*offset + count > file->f_inode->i_size) {
-               count = file->f_inode->i_size - *offset;
+       if (*offset + count > file->f_dentry->d_inode->i_size) {
+               count = file->f_dentry->d_inode->i_size - *offset;
        }
        page_off = *offset & (PGSIZE - 1);
        first_idx = *offset >> PGSHIFT;
@@ -491,8 +713,11 @@ ssize_t generic_file_read(struct file *file, char *buf, size_t count,
                error = file_load_page(file, i, &page);
                assert(!error); /* TODO: handle ENOMEM and friends */
                copy_amt = MIN(PGSIZE - page_off, buf_end - buf);
-               /* TODO: think about this.  if it's a user buffer, we're relying on
-                * current to detect whose it is (which should work for async calls). */
+               /* TODO: (UMEM) think about this.  if it's a user buffer, we're relying
+                * on current to detect whose it is (which should work for async calls).
+                * Also, need to propagate errors properly...  Probably should do a
+                * user_mem_check, then free, and also to make a distinction between
+                * when the kernel wants a read/write (TODO: KFOP) */
                if (current) {
                        memcpy_to_user(current, buf, page2kva(page) + page_off, copy_amt);
                } else {
@@ -527,8 +752,8 @@ ssize_t generic_file_write(struct file *file, const char *buf, size_t count,
                return 0;
        /* Extend the file.  Should put more checks in here, and maybe do this per
         * page in the for loop below. */
-       if (*offset + count > file->f_inode->i_size)
-               file->f_inode->i_size = *offset + count;
+       if (*offset + count > file->f_dentry->d_inode->i_size)
+               file->f_dentry->d_inode->i_size = *offset + count;
        page_off = *offset & (PGSIZE - 1);
        first_idx = *offset >> PGSHIFT;
        last_idx = (*offset + count) >> PGSHIFT;
@@ -538,10 +763,11 @@ ssize_t generic_file_write(struct file *file, const char *buf, size_t count,
                error = file_load_page(file, i, &page);
                assert(!error); /* TODO: handle ENOMEM and friends */
                copy_amt = MIN(PGSIZE - page_off, buf_end - buf);
-               /* TODO: think about this.  if it's a user buffer, we're relying on
-                * current to detect whose it is (which should work for async calls). */
+               /* TODO: (UMEM) (KFOP) think about this.  if it's a user buffer, we're
+                * relying on current to detect whose it is (which should work for async
+                * calls). */
                if (current) {
-                       memcpy_to_user(current, page2kva(page) + page_off, buf, copy_amt);
+                       memcpy_from_user(current, page2kva(page) + page_off, buf, copy_amt);
                } else {
                        memcpy(page2kva(page) + page_off, buf, copy_amt);
                }
@@ -554,6 +780,167 @@ ssize_t generic_file_write(struct file *file, const char *buf, size_t count,
        return count;
 }
 
+/* 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 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() */
+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;
+
+       /* 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);
+       if (error) {
+               path_release(nd);
+               set_errno(-error);
+               return 0;
+       }
+       /* see if the target is there, handle accordingly */
+       file_d = do_lookup(nd->dentry, nd->last.name); 
+       if (!file_d) {
+               if (!(flags & O_CREAT)) {
+                       path_release(nd);
+                       set_errno(ENOENT);
+                       return 0;
+               }
+               /* 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 technically should
+                * only apply to future opens, though we apply it immediately. */
+               if (create_file(parent_i, file_d, mode)) {
+                       kref_put(&file_d->d_kref);
+                       path_release(nd);
+                       return 0;
+               }
+               dcache_put(file_d);
+       } else {        /* the file exists */
+               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(EACCES);
+                       return 0;
+               }
+       }
+       /* 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, flags);              /* sets errno */
+       if (!file) {
+               kref_put(&file_d->d_kref);
+               path_release(nd);
+               return 0;
+       }
+       kref_put(&file_d->d_kref);
+       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)
+{
+       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;
+       retval = path_lookup(path, 0, nd);
+       path_release(nd);       
+       return retval;
+}
+
+/* Opens and returns the file specified by 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(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 */
+       TAILQ_INSERT_TAIL(&inode->i_sb->s_files, file, f_list);
+       kref_get(&dentry->d_kref, 1);
+       file->f_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;
+       /* 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;
+       file->f_error = 0;
+//     struct event_poll_tailq         f_ep_links;
+       spinlock_init(&file->f_ep_lock);
+       file->f_fs_info = 0;                                            /* prob overriden by the fs */
+       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
+ * 0.  Note that the file is not refcounted on the s_files list, nor is the
+ * f_mapping refcounted (it is pinned by the i_mapping). */
+void file_release(struct kref *kref)
+{
+       struct file *file = container_of(kref, struct file, f_kref);
+
+       struct super_block *sb = file->f_dentry->d_sb;
+       spin_lock(&sb->s_lock);
+       TAILQ_REMOVE(&sb->s_files, file, f_list);
+       spin_unlock(&sb->s_lock);
+
+       /* TODO: fsync (BLK).  also, we may want to parallelize the blocking that
+        * could happen in here (spawn kernel threads)... */
+       file->f_op->release(file->f_dentry->d_inode, file);
+       /* Clean up the other refs we hold */
+       kref_put(&file->f_dentry->d_kref);
+       kref_put(&file->f_vfsmnt->mnt_kref);
+       kmem_cache_free(file_kcache, file);
+}
+
 /* Page cache functions */
 
 /* Looks up the index'th page in the page map, returning an incref'd reference,
@@ -679,6 +1066,8 @@ int file_load_page(struct file *file, unsigned long index, struct page **pp)
 struct file *get_file_from_fd(struct files_struct *open_files, int file_desc)
 {
        struct file *retval = 0;
+       if (file_desc < 0)
+               return 0;
        spin_lock(&open_files->lock);
        if (file_desc < open_files->max_fdset) {
                if (GET_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, file_desc)) {
@@ -687,7 +1076,7 @@ struct file *get_file_from_fd(struct files_struct *open_files, int file_desc)
                        assert(file_desc < open_files->max_files);
                        retval = open_files->fd[file_desc];
                        assert(retval);
-                       atomic_inc(&retval->f_refcnt);
+                       kref_get(&retval->f_kref, 1);
                }
        }
        spin_unlock(&open_files->lock);
@@ -699,24 +1088,25 @@ struct file *get_file_from_fd(struct files_struct *open_files, int file_desc)
  * hasn't been thought through yet. */
 struct file *put_file_from_fd(struct files_struct *open_files, int file_desc)
 {
-       struct file *f = 0;
+       struct file *file = 0;
+       if (file_desc < 0)
+               return 0;
        spin_lock(&open_files->lock);
        if (file_desc < open_files->max_fdset) {
                if (GET_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, file_desc)) {
                        /* while max_files and max_fdset might not line up, we should never
                         * have a valid fdset higher than files */
                        assert(file_desc < open_files->max_files);
-                       f = open_files->fd[file_desc];
+                       file = open_files->fd[file_desc];
                        open_files->fd[file_desc] = 0;
-                       /* TODO: (REF) need to make sure we free if we hit 0 (might do this
-                        * in the caller */
-                       if (f)
-                               atomic_dec(&f->f_refcnt);
-                       // if 0, drop, decref from higher, sync, whatever
+                       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);
-       return f;
+       return file;
 }
 
 /* Inserts the file in the files_struct, returning the corresponding new file
@@ -731,8 +1121,8 @@ int insert_file(struct files_struct *open_files, struct file *file)
                slot = i;
                SET_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, slot);
                assert(slot < open_files->max_files && open_files->fd[slot] == 0);
+               kref_get(&file->f_kref, 1);
                open_files->fd[slot] = file;
-               atomic_inc(&file->f_refcnt);
                if (slot >= open_files->next_fd)
                        open_files->next_fd = slot + 1;
                break;
@@ -742,3 +1132,114 @@ int insert_file(struct files_struct *open_files, struct file *file)
        spin_unlock(&open_files->lock);
        return slot;
 }
+
+/* Closes all open files.  Mostly just a "put" for all files.  If cloexec, it
+ * will only close files that are opened with O_CLOEXEC. */
+void close_all_files(struct files_struct *open_files, bool cloexec)
+{
+       struct file *file;
+       spin_lock(&open_files->lock);
+       for (int i = 0; i < open_files->max_fdset; i++) {
+               if (GET_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, i)) {
+                       /* while max_files and max_fdset might not line up, we should never
+                        * 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))
+                               continue;
+                       open_files->fd[i] = 0;
+                       /* the if case is due to files (stdin) without a *file yet */
+                       if (file)
+                               kref_put(&file->f_kref);
+                       CLR_BITMASK_BIT(open_files->open_fds->fds_bits, i);
+               }
+       }
+       spin_unlock(&open_files->lock);
+}
+
+/* Inserts all of the files from src into dst, used by sys_fork(). */
+void clone_files(struct files_struct *src, struct files_struct *dst)
+{
+       struct file *file;
+       spin_lock(&src->lock);
+       spin_lock(&dst->lock);
+       for (int i = 0; i < src->max_fdset; i++) {
+               if (GET_BITMASK_BIT(src->open_fds->fds_bits, i)) {
+                       /* while max_files and max_fdset might not line up, we should never
+                        * 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);
+                       dst->fd[i] = file;
+                       /* the if case is due to files (stdin) without a *file yet */
+                       if (file)
+                               kref_get(&file->f_kref, 1);
+               }
+       }
+       spin_unlock(&dst->lock);
+       spin_unlock(&src->lock);
+}
+
+static void print_dir(struct dentry *dentry, char *buf, int depth)
+{
+       struct dentry *child_d;
+       struct dirent next;
+       struct file *dir;
+       int retval;
+       int child_num = 0;
+
+       if (!dentry->d_inode->i_type & FS_I_DIR) {
+               warn("Thought this was only directories!!");
+               return;
+       }
+       /* Print this dentry */
+       printk("%s%s/\n", buf, dentry->d_name.name);
+       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) {
+               next.d_off = child_num++;
+               retval = dir->f_op->readdir(dir, &next);
+               if (retval >= 0) {
+                       /* 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 */
+                       if (child_d->d_inode->i_type & FS_I_DIR)
+                               print_dir(child_d, buf, depth + 1);
+                       else
+                               printk("%s%s  size(B): %d\n", buf, next.d_name,
+                                      child_d->d_inode->i_size);
+                       kref_put(&child_d->d_kref);     
+               }
+               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;
+}