feat: rename(2), mount(2) and unmount(2)
[lunaix-os.git] / lunaix-os / kernel / fs / vfs.c
index 11896ec6730e4377a24d3d4d72b7644622663c51..207427f252c564787b38ec1a58400533a1c3072f 100644 (file)
 #include <lunaix/spike.h>
 #include <lunaix/syscall.h>
 
+#include <lunaix/fs/twifs.h>
+
 #define PATH_DELIM '/'
 #define DNODE_HASHTABLE_BITS 10
 #define DNODE_HASHTABLE_SIZE (1 << DNODE_HASHTABLE_BITS)
 #define DNODE_HASH_MASK (DNODE_HASHTABLE_SIZE - 1)
 #define DNODE_HASHBITS (32 - DNODE_HASHTABLE_BITS)
 
+#define lock_inode(inode) mutex_lock(&inode->lock)
+#define unlock_inode(inode) mutex_unlock(&inode->lock)
+
+#define lock_dnode(dnode) mutex_lock(&dnode->lock)
+#define unlock_dnode(dnode) mutex_unlock(&dnode->lock)
+
 static struct cake_pile* dnode_pile;
 static struct cake_pile* inode_pile;
 static struct cake_pile* file_pile;
@@ -76,13 +84,15 @@ vfs_init()
 }
 
 inline struct hbucket*
-__dcache_get_bucket(struct v_dnode* parent, unsigned int hash)
+__dcache_hash(struct v_dnode* parent, uint32_t* hash)
 {
+    uint32_t _hash = *hash;
     // 与parent的指针值做加法,来减小碰撞的可能性。
-    hash += (uint32_t)parent;
+    _hash += (uint32_t)parent;
     // 确保低位更加随机
-    hash = hash ^ (hash >> DNODE_HASHBITS);
-    return &dnode_cache[hash & DNODE_HASH_MASK];
+    _hash = _hash ^ (_hash >> DNODE_HASHBITS);
+    *hash = _hash;
+    return &dnode_cache[_hash & DNODE_HASH_MASK];
 }
 
 struct v_dnode*
@@ -95,12 +105,13 @@ vfs_dcache_lookup(struct v_dnode* parent, struct hstr* str)
         return parent->parent ? parent->parent : parent;
     }
 
-    struct hbucket* slot = __dcache_get_bucket(parent, str->hash);
+    uint32_t hash = str->hash;
+    struct hbucket* slot = __dcache_hash(parent, &hash);
 
     struct v_dnode *pos, *n;
     hashtable_bucket_foreach(slot, pos, n, hash_list)
     {
-        if (pos->name.hash == str->hash) {
+        if (pos->name.hash == hash) {
             return pos;
         }
     }
@@ -110,10 +121,18 @@ vfs_dcache_lookup(struct v_dnode* parent, struct hstr* str)
 void
 vfs_dcache_add(struct v_dnode* parent, struct v_dnode* dnode)
 {
-    struct hbucket* bucket = __dcache_get_bucket(parent, dnode->name.hash);
+    struct hbucket* bucket = __dcache_hash(parent, &dnode->name.hash);
     hlist_add(&bucket->head, &dnode->hash_list);
 }
 
+void
+vfs_dcache_rehash(struct v_dnode* parent, struct v_dnode* dnode)
+{
+    hlist_delete(&dnode->hash_list);
+    hstr_rehash(&dnode->name, HSTR_FULL_HASH);
+    vfs_dcache_add(parent, dnode);
+}
+
 int
 __vfs_walk(struct v_dnode* start,
            const char* path,
@@ -160,6 +179,8 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
             goto cont;
         }
 
+        lock_dnode(current_level);
+
         name_content[j] = 0;
         name.len = j;
         hstr_rehash(&name, HSTR_FULL_HASH);
@@ -170,6 +191,7 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
                 component->len = j;
                 strcpy(component->value, name_content);
             }
+            unlock_dnode(current_level);
             break;
         }
 
@@ -177,9 +199,10 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
 
         if (!dnode) {
             dnode = vfs_d_alloc();
-            dnode->name = HHSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), j, name.hash);
 
-            strcpy(dnode->name.value, name_content);
+            hstrcpy(&dnode->name, &name);
+
+            lock_inode(current_level->inode);
 
             errno =
               current_level->inode->ops.dir_lookup(current_level->inode, dnode);
@@ -193,7 +216,11 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
                 }
             }
 
+            unlock_inode(current_level->inode);
+
             if (errno) {
+                unlock_dnode(current_level);
+                vfree(dnode->name.value);
                 goto error;
             }
 
@@ -203,6 +230,8 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
             llist_append(&current_level->children, &dnode->siblings);
         }
 
+        unlock_dnode(current_level);
+
         j = 0;
         current_level = dnode;
     cont:
@@ -213,7 +242,6 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
     return 0;
 
 error:
-    vfree(dnode->name.value);
     vfs_d_free(dnode);
     *dentry = NULL;
     return errno;
@@ -229,7 +257,7 @@ vfs_walk(struct v_dnode* start,
          int options)
 {
     struct v_dnode* interim;
-    char* pathname = path;
+    const char* pathname = path;
     int errno = __vfs_walk(start, path, &interim, component, options);
     int counter = 0;
 
@@ -258,12 +286,12 @@ vfs_walk(struct v_dnode* start,
 }
 
 int
-vfs_mount(const char* target, const char* fs_name, bdev_t device)
+vfs_mount(const char* target, const char* fs_name, struct device* device)
 {
     int errno;
     struct v_dnode* mnt;
 
-    if (!(errno = vfs_walk(NULL, target, &mnt, NULL, 0))) {
+    if (!(errno = vfs_walk(__current->cwd, target, &mnt, NULL, 0))) {
         errno = vfs_mount_at(fs_name, device, mnt);
     }
 
@@ -276,7 +304,7 @@ vfs_unmount(const char* target)
     int errno;
     struct v_dnode* mnt;
 
-    if (!(errno = vfs_walk(NULL, target, &mnt, NULL, 0))) {
+    if (!(errno = vfs_walk(__current->cwd, target, &mnt, NULL, 0))) {
         errno = vfs_unmount_at(mnt);
     }
 
@@ -284,11 +312,19 @@ vfs_unmount(const char* target)
 }
 
 int
-vfs_mount_at(const char* fs_name, bdev_t device, struct v_dnode* mnt_point)
+vfs_mount_at(const char* fs_name,
+             struct device* device,
+             struct v_dnode* mnt_point)
 {
+    if (!(mnt_point->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+        return ENOTDIR;
+    }
+
     struct filesystem* fs = fsm_get(fs_name);
-    if (!fs)
+    if (!fs) {
         return ENODEV;
+    }
+
     struct v_superblock* sb = vfs_sb_alloc();
     sb->dev = device;
     sb->fs_id = fs_id++;
@@ -307,6 +343,7 @@ vfs_mount_at(const char* fs_name, bdev_t device, struct v_dnode* mnt_point)
 int
 vfs_unmount_at(struct v_dnode* mnt_point)
 {
+    // FIXME mnt point check & deal with the detached dcache subtree
     int errno = 0;
     struct v_superblock* sb = mnt_point->super_block;
     if (!sb) {
@@ -316,7 +353,9 @@ vfs_unmount_at(struct v_dnode* mnt_point)
         struct v_dnode* fs_root = sb->root;
         llist_delete(&fs_root->siblings);
         llist_delete(&sb->sb_list);
+        hlist_delete(&fs_root->hash_list);
         vfs_sb_free(sb);
+        vfs_d_free(fs_root);
     }
     return errno;
 }
@@ -334,13 +373,13 @@ vfs_open(struct v_dnode* dnode, struct v_file** file)
 
     vfile->dnode = dnode;
     vfile->inode = inode;
-    vfile->ref_count = 1;
+    vfile->ref_count = ATOMIC_VAR_INIT(1);
     vfile->ops = inode->default_fops;
-    inode->open_count++;
 
     if ((inode->itype & VFS_IFFILE) && !inode->pg_cache) {
         struct pcache* pcache = vzalloc(sizeof(struct pcache));
         pcache_init(pcache);
+        pcache->master = inode;
         inode->pg_cache = pcache;
     }
 
@@ -348,8 +387,12 @@ vfs_open(struct v_dnode* dnode, struct v_file** file)
     if (errno) {
         cake_release(file_pile, vfile);
     } else {
+        atomic_fetch_add(&dnode->ref_count, 1);
+        inode->open_count++;
+
         *file = vfile;
     }
+
     return errno;
 }
 
@@ -357,14 +400,17 @@ int
 vfs_link(struct v_dnode* to_link, struct v_dnode* name)
 {
     int errno;
+
+    lock_inode(to_link->inode);
     if (to_link->super_block->root != name->super_block->root) {
         errno = EXDEV;
     } else if (!to_link->inode->ops.link) {
         errno = ENOTSUP;
     } else if (!(errno = to_link->inode->ops.link(to_link->inode, name))) {
         name->inode = to_link->inode;
-        to_link->inode->link_count++;
+        atomic_fetch_add(&to_link->inode->link_count, 1);
     }
+    unlock_inode(to_link->inode);
 
     return errno;
 }
@@ -374,10 +420,10 @@ vfs_close(struct v_file* file)
 {
     int errno = 0;
     if (!file->ops.close || !(errno = file->ops.close(file))) {
-        if (file->inode->open_count) {
-            file->inode->open_count--;
-        }
-        pcache_commit_all(file);
+        atomic_fetch_sub(&file->dnode->ref_count, 1);
+        file->inode->open_count--;
+
+        pcache_commit_all(file->inode);
         cake_release(file_pile, file);
     }
     return errno;
@@ -386,14 +432,16 @@ vfs_close(struct v_file* file)
 int
 vfs_fsync(struct v_file* file)
 {
+    lock_inode(file->inode);
+
     int errno = ENOTSUP;
-    pcache_commit_all(file);
+    pcache_commit_all(file->inode);
     if (file->ops.sync) {
-        errno = file->ops.sync(file);
-    }
-    if (!errno && file->inode->ops.sync) {
-        return file->inode->ops.sync(file->inode);
+        errno = file->ops.sync(file->inode);
     }
+
+    unlock_inode(file->inode);
+
     return errno;
 }
 
@@ -430,16 +478,22 @@ vfs_d_alloc()
     struct v_dnode* dnode = cake_grab(dnode_pile);
     memset(dnode, 0, sizeof(*dnode));
     llist_init_head(&dnode->children);
-    dnode->name = vfs_empty;
+    llist_init_head(&dnode->siblings);
+    mutex_init(&dnode->lock);
+
+    dnode->ref_count = ATOMIC_VAR_INIT(0);
+    dnode->name = HHSTR(vzalloc(VFS_NAME_MAXLEN), 0, 0);
+
     return dnode;
 }
 
 void
 vfs_d_free(struct v_dnode* dnode)
 {
-    if (dnode->ops.destruct) {
-        dnode->ops.destruct(dnode);
+    if (dnode->inode && dnode->inode->link_count) {
+        dnode->inode->link_count--;
     }
+    vfree(dnode->name.value);
     cake_release(dnode_pile, dnode);
 }
 
@@ -448,6 +502,9 @@ vfs_i_alloc()
 {
     struct v_inode* inode = cake_grab(inode_pile);
     memset(inode, 0, sizeof(*inode));
+    inode->link_count = 1;
+    mutex_init(&inode->lock);
+
     return inode;
 }
 
@@ -464,6 +521,17 @@ vfs_i_free(struct v_inode* inode)
 #define DO_STATUS(errno) SYSCALL_ESTATUS(__current->k_status = errno)
 #define DO_STATUS_OR_RETURN(errno) ({ errno < 0 ? DO_STATUS(errno) : errno; })
 
+#define TEST_FD(fd) (fd >= 0 && fd < VFS_MAX_FD)
+
+int
+__vfs_getfd(int fd, struct v_fd** fd_s)
+{
+    if (TEST_FD(fd) && (*fd_s = __current->fdtable->fds[fd])) {
+        return 0;
+    }
+    return EBADF;
+}
+
 int
 __vfs_try_locate_file(const char* path,
                       struct v_dnode** fdir,
@@ -473,7 +541,8 @@ __vfs_try_locate_file(const char* path,
     char name_str[VFS_NAME_MAXLEN];
     struct hstr name = HSTR(name_str, 0);
     int errno;
-    if ((errno = vfs_walk(NULL, path, fdir, &name, VFS_WALK_PARENT))) {
+    if ((errno =
+           vfs_walk(__current->cwd, path, fdir, &name, VFS_WALK_PARENT))) {
         return errno;
     }
 
@@ -482,25 +551,22 @@ __vfs_try_locate_file(const char* path,
         return errno;
     }
 
-    if (!(errno = (*fdir)->inode->ops.create((*fdir)->inode))) {
-        struct v_dnode* file_new;
-        file_new = vfs_d_alloc();
-        file_new->name = HHSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), name.len, name.hash);
-        strcpy(file_new->name.value, name_str);
+    struct v_dnode* parent = *fdir;
+    struct v_dnode* file_new = vfs_d_alloc();
+    hstrcpy(&file_new->name, &name);
+
+    if (!(errno = parent->inode->ops.create(parent->inode, file_new))) {
         *file = file_new;
 
-        llist_append(&(*fdir)->children, &file_new->siblings);
+        vfs_dcache_add(parent, file_new);
+        llist_append(&parent->children, &file_new->siblings);
+    } else {
+        vfs_d_free(file_new);
     }
 
     return errno;
 }
 
-int
-__file_cached_read(struct v_file* file, void* buf, size_t len, size_t fpos)
-{
-    return pcache_read(file, buf, len, fpos);
-}
-
 int
 vfs_do_open(const char* path, int options)
 {
@@ -508,13 +574,10 @@ vfs_do_open(const char* path, int options)
     struct v_dnode *dentry, *file;
     struct v_file* ofile = 0;
 
-    errno = __vfs_try_locate_file(path, &dentry, &file, 0);
+    errno = __vfs_try_locate_file(
+      path, &dentry, &file, (options & FO_CREATE) ? FLOCATE_CREATE_EMPTY : 0);
 
-    if (errno != ENOENT && (options & FO_CREATE)) {
-        errno = dentry->inode->ops.create(dentry->inode);
-    }
-
-    if (!errno && (errno = vfs_open(file, &ofile))) {
+    if (errno || (errno = vfs_open(file, &ofile))) {
         return errno;
     }
 
@@ -543,15 +606,11 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, open, const char*, path, int, options)
     return DO_STATUS_OR_RETURN(errno);
 }
 
-#define TEST_FD(fd) (fd >= 0 && fd < VFS_MAX_FD)
-#define GET_FD(fd, fd_s) (TEST_FD(fd) && (fd_s = __current->fdtable->fds[fd]))
-
 __DEFINE_LXSYSCALL1(int, close, int, fd)
 {
     struct v_fd* fd_s;
     int errno = 0;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
         goto done_err;
     }
 
@@ -584,9 +643,16 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, readdir, int, fd, struct dirent*, dent)
 {
     struct v_fd* fd_s;
     int errno;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else if (!(fd_s->file->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    struct v_inode* inode = fd_s->file->inode;
+
+    lock_inode(inode);
+
+    if (!(fd_s->file->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
         errno = ENOTDIR;
     } else {
         struct dir_context dctx =
@@ -600,7 +666,8 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, readdir, int, fd, struct dirent*, dent)
             __vfs_readdir_callback(&dctx, vfs_ddot.value, vfs_ddot.len, 0);
         } else {
             dctx.index -= 2;
-            if ((errno = fd_s->file->ops.readdir(fd_s->file, &dctx))) {
+            if ((errno = fd_s->file->ops.readdir(inode, &dctx))) {
+                unlock_inode(inode);
                 goto done;
             }
         }
@@ -608,35 +675,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, readdir, int, fd, struct dirent*, dent)
         dent->d_offset++;
     }
 
-done:
-    return DO_STATUS(errno);
-}
-
-__DEFINE_LXSYSCALL1(int, mkdir, const char*, path)
-{
-    struct v_dnode *parent, *dir;
-    struct hstr component = HSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), 0);
-    int errno = vfs_walk(NULL, path, &parent, &component, VFS_WALK_PARENT);
-    if (errno) {
-        goto done;
-    }
-
-    if ((parent->super_block->fs->types & FSTYPE_ROFS)) {
-        errno = ENOTSUP;
-    } else if (!parent->inode->ops.mkdir) {
-        errno = ENOTSUP;
-    } else if (!(parent->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
-        errno = ENOTDIR;
-    } else {
-        dir = vfs_d_alloc();
-        dir->name = component;
-        if (!(errno = parent->inode->ops.mkdir(parent->inode, dir))) {
-            llist_append(&parent->children, &dir->siblings);
-        } else {
-            vfs_d_free(dir);
-            vfree(component.value);
-        }
-    }
+    unlock_inode(inode);
 
 done:
     return DO_STATUS(errno);
@@ -646,8 +685,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, read, int, fd, void*, buf, size_t, count)
 {
     int errno = 0;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
         goto done;
     }
 
@@ -657,9 +695,14 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, read, int, fd, void*, buf, size_t, count)
         goto done;
     }
 
-    cpu_enable_interrupt();
-    errno = file->ops.read(file, buf, count, file->f_pos);
-    cpu_disable_interrupt();
+    lock_inode(file->inode);
+
+    file->inode->atime = clock_unixtime();
+
+    __SYSCALL_INTERRUPTIBLE(
+      { errno = file->ops.read(file->inode, buf, count, file->f_pos); })
+
+    unlock_inode(file->inode);
 
     if (errno > 0) {
         file->f_pos += errno;
@@ -674,8 +717,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, write, int, fd, void*, buf, size_t, count)
 {
     int errno = 0;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
         goto done;
     }
 
@@ -685,9 +727,14 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, write, int, fd, void*, buf, size_t, count)
         goto done;
     }
 
-    cpu_enable_interrupt();
-    errno = file->ops.write(file, buf, count, file->f_pos);
-    cpu_disable_interrupt();
+    lock_inode(file->inode);
+
+    file->inode->mtime = clock_unixtime();
+
+    __SYSCALL_INTERRUPTIBLE(
+      { errno = file->ops.write(file->inode, buf, count, file->f_pos); })
+
+    unlock_inode(file->inode);
 
     if (errno > 0) {
         file->f_pos += errno;
@@ -702,27 +749,33 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, lseek, int, fd, int, offset, int, options)
 {
     int errno = 0;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else {
-        struct v_file* file = fd_s->file;
-        size_t fpos = file->f_pos;
-        switch (options) {
-            case FSEEK_CUR:
-                fpos = (size_t)((int)file->f_pos + offset);
-                break;
-            case FSEEK_END:
-                fpos = (size_t)((int)file->inode->fsize + offset);
-                break;
-            case FSEEK_SET:
-                fpos = offset;
-                break;
-        }
-        if (!file->ops.seek || !(errno = file->ops.seek(file, fpos))) {
-            file->f_pos = fpos;
-        }
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    struct v_file* file = fd_s->file;
+
+    lock_inode(file->inode);
+
+    size_t fpos = file->f_pos;
+    switch (options) {
+        case FSEEK_CUR:
+            fpos = (size_t)((int)file->f_pos + offset);
+            break;
+        case FSEEK_END:
+            fpos = (size_t)((int)file->inode->fsize + offset);
+            break;
+        case FSEEK_SET:
+            fpos = offset;
+            break;
+    }
+    if (!file->ops.seek || !(errno = file->ops.seek(file->inode, fpos))) {
+        file->f_pos = fpos;
     }
 
+    unlock_inode(file->inode);
+
+done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
@@ -757,10 +810,15 @@ vfs_get_path(struct v_dnode* dnode, char* buf, size_t size, int depth)
 int
 vfs_readlink(struct v_dnode* dnode, char* buf, size_t size)
 {
-    char* link;
-    if (dnode->inode->ops.read_symlink) {
-        int errno = dnode->inode->ops.read_symlink(dnode->inode, &link);
+    const char* link;
+    struct v_inode* inode = dnode->inode;
+    if (inode->ops.read_symlink) {
+        lock_inode(inode);
+
+        int errno = inode->ops.read_symlink(inode, &link);
         strncpy(buf, link, size);
+
+        unlock_inode(inode);
         return errno;
     }
     return 0;
@@ -770,17 +828,18 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, realpathat, int, fd, char*, buf, size_t, size)
 {
     int errno;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else {
-        struct v_dnode* dnode;
-        errno = vfs_get_path(fd_s->file->dnode, buf, size, 0);
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
     }
 
+    struct v_dnode* dnode;
+    errno = vfs_get_path(fd_s->file->dnode, buf, size, 0);
+
     if (errno >= 0) {
         return errno;
     }
 
+done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
@@ -788,7 +847,8 @@ __DEFINE_LXSYSCALL3(int, readlink, const char*, path, char*, buf, size_t, size)
 {
     int errno;
     struct v_dnode* dnode;
-    if (!(errno = vfs_walk(NULL, path, &dnode, NULL, VFS_WALK_NOFOLLOW))) {
+    if (!(errno =
+            vfs_walk(__current->cwd, path, &dnode, NULL, VFS_WALK_NOFOLLOW))) {
         errno = vfs_readlink(dnode, buf, size);
     }
 
@@ -812,69 +872,147 @@ __DEFINE_LXSYSCALL4(int,
 {
     int errno;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(dirfd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else {
-        struct v_dnode* dnode;
-        if (!(errno = vfs_walk(fd_s->file->dnode,
-                               pathname,
-                               &dnode,
-                               NULL,
-                               VFS_WALK_NOFOLLOW))) {
-            errno = vfs_readlink(fd_s->file->dnode, buf, size);
-        }
+    if ((errno = __vfs_getfd(dirfd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    struct v_dnode* dnode;
+    if (!(errno = vfs_walk(
+            fd_s->file->dnode, pathname, &dnode, NULL, VFS_WALK_NOFOLLOW))) {
+        errno = vfs_readlink(fd_s->file->dnode, buf, size);
     }
 
     if (errno >= 0) {
         return errno;
     }
 
+done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
+/*
+    NOTE
+    When we perform operation that could affect the layout of
+    directory (i.e., rename, mkdir, rmdir). We must lock the parent dir
+    whenever possible. This will blocking any ongoing path walking to reach
+    it hence avoid any partial state.
+*/
+
 __DEFINE_LXSYSCALL1(int, rmdir, const char*, pathname)
 {
     int errno;
     struct v_dnode* dnode;
-    if ((errno = vfs_walk(NULL, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
-        goto done;
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
+        return DO_STATUS(errno);
     }
+
+    lock_dnode(dnode);
+
+    if (dnode->parent)
+        lock_dnode(dnode->parent);
+
     if ((dnode->super_block->fs->types & FSTYPE_ROFS)) {
         errno = EROFS;
         goto done;
     }
 
-    if (dnode->inode->open_count) {
+    if (dnode->ref_count || dnode->inode->open_count) {
         errno = EBUSY;
         goto done;
     }
 
+    if (!llist_empty(&dnode->children)) {
+        errno = ENOTEMPTY;
+        goto done;
+    }
+
+    lock_inode(dnode->inode);
+
     if ((dnode->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
         errno = dnode->inode->ops.rmdir(dnode->inode);
+        if (!errno) {
+            llist_delete(&dnode->siblings);
+            hlist_delete(&dnode->hash_list);
+            unlock_inode(dnode->inode);
+            vfs_d_free(dnode);
+
+            goto done;
+        }
     } else {
         errno = ENOTDIR;
     }
 
+    unlock_inode(dnode->inode);
+
+done:
+    unlock_dnode(dnode);
+    if (dnode->parent)
+        unlock_dnode(dnode->parent);
+    return DO_STATUS(errno);
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL1(int, mkdir, const char*, path)
+{
+    struct v_dnode *parent, *dir = vfs_d_alloc();
+    int errno =
+      vfs_walk(__current->cwd, path, &parent, &dir->name, VFS_WALK_PARENT);
+    if (errno) {
+        goto done;
+    }
+
+    lock_dnode(parent);
+    lock_inode(parent->inode);
+
+    if ((parent->super_block->fs->types & FSTYPE_ROFS)) {
+        errno = ENOTSUP;
+    } else if (!parent->inode->ops.mkdir) {
+        errno = ENOTSUP;
+    } else if (!(parent->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+        errno = ENOTDIR;
+    } else if (!(errno = parent->inode->ops.mkdir(parent->inode, dir))) {
+        llist_append(&parent->children, &dir->siblings);
+        goto cleanup;
+    }
+
+    vfs_d_free(dir);
+
+cleanup:
+    unlock_inode(parent->inode);
+    unlock_dnode(parent);
 done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
 int
-__vfs_do_unlink(struct v_inode* inode)
+__vfs_do_unlink(struct v_dnode* dnode)
 {
+    struct v_inode* inode = dnode->inode;
+
+    if (dnode->ref_count) {
+        return EBUSY;
+    }
+
+    lock_inode(inode);
+
     int errno;
     if (inode->open_count) {
         errno = EBUSY;
     } else if (!(inode->itype & VFS_IFDIR)) {
-        // TODO handle symbolic link and type other than regular file
+        // The underlying unlink implementation should handle
+        //  symlink case
         errno = inode->ops.unlink(inode);
         if (!errno) {
             inode->link_count--;
+            llist_delete(&dnode->siblings);
+            hlist_delete(&dnode->hash_list);
+            vfs_d_free(dnode);
         }
     } else {
         errno = EISDIR;
     }
 
+    unlock_inode(inode);
+
     return errno;
 }
 
@@ -882,7 +1020,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL1(int, unlink, const char*, pathname)
 {
     int errno;
     struct v_dnode* dnode;
-    if ((errno = vfs_walk(NULL, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
         goto done;
     }
     if ((dnode->super_block->fs->types & FSTYPE_ROFS)) {
@@ -890,7 +1028,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL1(int, unlink, const char*, pathname)
         goto done;
     }
 
-    errno = __vfs_do_unlink(dnode->inode);
+    errno = __vfs_do_unlink(dnode);
 
 done:
     return DO_STATUS(errno);
@@ -900,13 +1038,13 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, unlinkat, int, fd, const char*, pathname)
 {
     int errno;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else {
-        struct v_dnode* dnode;
-        if (!(errno = vfs_walk(fd_s->file->dnode, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
-            errno = __vfs_do_unlink(dnode->inode);
-        }
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    struct v_dnode* dnode;
+    if (!(errno = vfs_walk(fd_s->file->dnode, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
+        errno = __vfs_do_unlink(dnode);
     }
 
 done:
@@ -935,9 +1073,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL1(int, fsync, int, fildes)
 {
     int errno;
     struct v_fd* fd_s;
-    if (!GET_FD(fildes, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else {
+    if (!(errno = __vfs_getfd(fildes, &fd_s))) {
         errno = vfs_fsync(fd_s->file);
     }
 
@@ -951,7 +1087,8 @@ vfs_dup_fd(struct v_fd* old, struct v_fd** new)
     struct v_fd* copied = cake_grab(fd_pile);
 
     memcpy(copied, old, sizeof(struct v_fd));
-    old->file->ref_count++;
+
+    atomic_fetch_add(&old->file->ref_count, 1);
 
     *new = copied;
 
@@ -967,12 +1104,17 @@ vfs_dup2(int oldfd, int newfd)
 
     int errno;
     struct v_fd *oldfd_s, *newfd_s;
-    if (!GET_FD(oldfd, oldfd_s) || !TEST_FD(newfd)) {
+    if ((errno = __vfs_getfd(oldfd, &oldfd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    if (!TEST_FD(newfd)) {
         errno = EBADF;
         goto done;
     }
+
     newfd_s = __current->fdtable->fds[newfd];
-    if (newfd_s && (errno = vfs_close(newfd_s))) {
+    if (newfd_s && (errno = vfs_close(newfd_s->file))) {
         goto done;
     }
 
@@ -994,14 +1136,17 @@ __DEFINE_LXSYSCALL1(int, dup, int, oldfd)
 {
     int errno, newfd;
     struct v_fd *oldfd_s, *newfd_s;
-    if (!GET_FD(oldfd, oldfd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else if (!(errno = vfs_alloc_fdslot(&newfd)) &&
-               !(errno = vfs_dup_fd(oldfd_s, &newfd_s))) {
+    if ((errno = __vfs_getfd(oldfd, &oldfd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    if (!(errno = vfs_alloc_fdslot(&newfd)) &&
+        !(errno = vfs_dup_fd(oldfd_s, &newfd_s))) {
         __current->fdtable->fds[newfd] = newfd_s;
         return newfd;
     }
 
+done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
@@ -1014,7 +1159,7 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int,
 {
     int errno;
     struct v_dnode* dnode;
-    if ((errno = vfs_walk(NULL, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, pathname, &dnode, NULL, 0))) {
         goto done;
     }
     if ((dnode->super_block->fs->types & FSTYPE_ROFS)) {
@@ -1026,8 +1171,232 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int,
         goto done;
     }
 
+    lock_inode(dnode->inode);
+
     errno = dnode->inode->ops.symlink(dnode->inode, link_target);
 
+    unlock_inode(dnode->inode);
+
+done:
+    return DO_STATUS(errno);
+}
+
+int
+__vfs_do_chdir(struct v_dnode* dnode)
+{
+    int errno = 0;
+
+    lock_dnode(dnode);
+
+    if (!(dnode->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+        errno = ENOTDIR;
+        goto done;
+    }
+
+    if (__current->cwd) {
+        __current->cwd->ref_count--;
+    }
+
+    dnode->ref_count--;
+    __current->cwd = dnode;
+
+    unlock_dnode(dnode);
+
+done:
+    return errno;
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL1(int, chdir, const char*, path)
+{
+    struct v_dnode* dnode;
+    int errno = 0;
+
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, path, &dnode, NULL, 0))) {
+        goto done;
+    }
+
+    errno = __vfs_do_chdir(dnode);
+
+done:
+    return DO_STATUS(errno);
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL1(int, fchdir, int, fd)
+{
+    struct v_fd* fd_s;
+    int errno = 0;
+
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    errno = __vfs_do_chdir(fd_s->file->dnode);
+
+done:
+    return DO_STATUS(errno);
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL2(char*, getcwd, char*, buf, size_t, size)
+{
+    int errno = 0;
+    char* ret_ptr = 0;
+    if (size < 2) {
+        errno = ERANGE;
+        goto done;
+    }
+
+    size_t len = 0;
+
+    if (!__current->cwd) {
+        *buf = PATH_DELIM;
+        len = 1;
+    } else {
+        len = vfs_get_path(__current->cwd, buf, size, 0);
+        if (len == size) {
+            errno = ERANGE;
+            goto done;
+        }
+    }
+
+    buf[len + 1] = '\0';
+
+    ret_ptr = buf;
+
 done:
+    __current->k_status = errno;
+    return ret_ptr;
+}
+
+int
+vfs_do_rename(struct v_dnode* current, struct v_dnode* target)
+{
+    if (current->inode->id == target->inode->id) {
+        // hard link
+        return 0;
+    }
+
+    if (current->ref_count || target->ref_count) {
+        return EBUSY;
+    }
+
+    if (current->super_block != target->super_block) {
+        return EXDEV;
+    }
+
+    int errno = 0;
+
+    struct v_dnode* oldparent = current->parent;
+    struct v_dnode* newparent = target->parent;
+
+    lock_dnode(current);
+    lock_dnode(target);
+    if (oldparent)
+        lock_dnode(oldparent);
+    if (newparent)
+        lock_dnode(newparent);
+
+    if (!llist_empty(&target->children)) {
+        errno = ENOTEMPTY;
+        unlock_dnode(target);
+        goto cleanup;
+    }
+
+    if ((errno = current->inode->ops.rename(current->inode, current, target))) {
+        unlock_dnode(target);
+        goto cleanup;
+    }
+
+    // re-position current
+    current->parent = newparent;
+    hstrcpy(&current->name, &target->name);
+    llist_delete(&current->siblings);
+    llist_append(&newparent->children, &current->siblings);
+    vfs_dcache_rehash(newparent, current);
+
+    // detach target
+    llist_delete(&target->siblings);
+    hlist_delete(&target->hash_list);
+
+    unlock_dnode(target);
+
+cleanup:
+    unlock_dnode(current);
+    if (oldparent)
+        unlock_dnode(oldparent);
+    if (newparent)
+        unlock_dnode(newparent);
+
+    return errno;
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL2(int, rename, const char*, oldpath, const char*, newpath)
+{
+    struct v_dnode *cur, *target_parent, *target;
+    struct hstr name = HSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), 0);
+    int errno = 0;
+
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, oldpath, &cur, NULL, 0))) {
+        goto done;
+    }
+
+    if ((errno = vfs_walk(
+           __current->cwd, newpath, &target_parent, &name, VFS_WALK_PARENT))) {
+        goto done;
+    }
+
+    errno = vfs_walk(target_parent, name.value, &target, NULL, 0);
+    if (errno == ENOENT) {
+        target = vfs_d_alloc();
+        hstrcpy(&target->name, &name);
+    } else if (errno) {
+        goto done;
+    }
+
+    if (!(errno = vfs_do_rename(cur, target))) {
+        vfs_d_free(target);
+    }
+
+done:
+    vfree(name.value);
     return DO_STATUS(errno);
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL3(int,
+                    mount,
+                    const char*,
+                    source,
+                    const char*,
+                    target,
+                    const char*,
+                    fstype)
+{
+    struct v_dnode *dev, *mnt;
+    int errno = 0;
+
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, source, &dev, NULL, 0))) {
+        goto done;
+    }
+
+    if ((errno = vfs_walk(__current->cwd, target, &mnt, NULL, 0))) {
+        goto done;
+    }
+
+    if (!(dev->inode->itype & VFS_IFVOLDEV)) {
+        errno = ENOTDEV;
+        goto done;
+    }
+
+    // FIXME should not touch the underlying fs!
+    struct device* device =
+      (struct device*)((struct twifs_node*)dev->inode->data)->data;
+
+    errno = vfs_mount_at(fstype, device, mnt);
+
+done:
+    return DO_STATUS(errno);
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL1(int, unmount, const char*, target)
+{
+    return vfs_unmount(target);
 }
\ No newline at end of file