refactor: synchronize the vfs objects
[lunaix-os.git] / lunaix-os / kernel / fs / vfs.c
index fcceb7073243dbb66102d5d3eb5952fdf2b05dcf..82f409a6c9996019ccf724fb7ce88ee2f069621e 100644 (file)
 #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;
@@ -72,6 +78,7 @@ vfs_init()
     // 创建一个根superblock,用来蕴含我们的根目录。
     root_sb = vfs_sb_alloc();
     root_sb->root = vfs_d_alloc();
+    root_sb->root->inode = vfs_i_alloc();
 }
 
 inline struct hbucket*
@@ -146,7 +153,7 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
                 return ENAMETOOLONG;
             }
             if (!VFS_VALID_CHAR(current)) {
-                return VFS_EINVLD;
+                return EINVAL;
             }
             name_content[j++] = current;
             if (lookahead) {
@@ -159,6 +166,8 @@ __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);
@@ -169,6 +178,7 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
                 component->len = j;
                 strcpy(component->value, name_content);
             }
+            unlock_dnode(current_level);
             break;
         }
 
@@ -180,6 +190,8 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
 
             strcpy(dnode->name.value, name_content);
 
+            lock_inode(current_level->inode);
+
             errno =
               current_level->inode->ops.dir_lookup(current_level->inode, dnode);
 
@@ -192,7 +204,11 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
                 }
             }
 
+            unlock_inode(current_level->inode);
+
             if (errno) {
+                unlock_dnode(current_level);
+                vfree(dnode->name.value);
                 goto error;
             }
 
@@ -202,6 +218,8 @@ __vfs_walk(struct v_dnode* start,
             llist_append(&current_level->children, &dnode->siblings);
         }
 
+        unlock_dnode(current_level);
+
         j = 0;
         current_level = dnode;
     cont:
@@ -228,7 +246,7 @@ 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;
 
@@ -237,7 +255,7 @@ vfs_walk(struct v_dnode* start,
             errno = ELOOP;
             continue;
         }
-        if ((interim->inode->itype & VFS_INODE_TYPE_SYMLINK) &&
+        if ((interim->inode->itype & VFS_IFSYMLINK) &&
             !(options & VFS_WALK_NOFOLLOW) &&
             interim->inode->ops.read_symlink) {
             errno = interim->inode->ops.read_symlink(interim->inode, &pathname);
@@ -247,8 +265,7 @@ vfs_walk(struct v_dnode* start,
         } else {
             break;
         }
-        errno =
-          __vfs_walk_internal(start, pathname, &interim, component, options);
+        errno = __vfs_walk(start, pathname, &interim, component, options);
         counter++;
     }
 
@@ -263,7 +280,7 @@ vfs_mount(const char* target, const char* fs_name, bdev_t 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 +293,7 @@ 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);
     }
 
@@ -288,7 +305,7 @@ vfs_mount_at(const char* fs_name, bdev_t device, struct v_dnode* mnt_point)
 {
     struct filesystem* fs = fsm_get(fs_name);
     if (!fs)
-        return VFS_ENOFS;
+        return ENODEV;
     struct v_superblock* sb = vfs_sb_alloc();
     sb->dev = device;
     sb->fs_id = fs_id++;
@@ -310,7 +327,7 @@ vfs_unmount_at(struct v_dnode* mnt_point)
     int errno = 0;
     struct v_superblock* sb = mnt_point->super_block;
     if (!sb) {
-        return VFS_EBADMNT;
+        return EINVAL;
     }
     if (!(errno = sb->fs->unmount(sb))) {
         struct v_dnode* fs_root = sb->root;
@@ -328,19 +345,32 @@ vfs_open(struct v_dnode* dnode, struct v_file** file)
         return ENOTSUP;
     }
 
+    struct v_inode* inode = dnode->inode;
     struct v_file* vfile = cake_grab(file_pile);
     memset(vfile, 0, sizeof(*vfile));
 
     vfile->dnode = dnode;
-    vfile->inode = dnode->inode;
-    dnode->inode->open_count++;
+    vfile->inode = inode;
+    vfile->ref_count = ATOMIC_VAR_INIT(1);
+    vfile->ops = inode->default_fops;
+
+    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;
+    }
 
-    int errno = dnode->inode->ops.open(dnode->inode, vfile);
+    int errno = inode->ops.open(inode, vfile);
     if (errno) {
         cake_release(file_pile, vfile);
     } else {
+        atomic_fetch_add(&dnode->ref_count, 1);
+        inode->open_count++;
+
         *file = vfile;
     }
+
     return errno;
 }
 
@@ -348,14 +378,17 @@ 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;
 }
@@ -363,15 +396,12 @@ vfs_link(struct v_dnode* to_link, struct v_dnode* name)
 int
 vfs_close(struct v_file* file)
 {
-    if (!file->ops.close) {
-        return ENOTSUP;
-    }
+    int errno = 0;
+    if (!file->ops.close || !(errno = file->ops.close(file))) {
+        atomic_fetch_sub(&file->dnode->ref_count, 1);
+        file->inode->open_count--;
 
-    int errno = file->ops.close(file);
-    if (!errno) {
-        if (file->inode->open_count) {
-            file->inode->open_count--;
-        }
+        pcache_commit_all(file->inode);
         cake_release(file_pile, file);
     }
     return errno;
@@ -380,13 +410,16 @@ vfs_close(struct v_file* file)
 int
 vfs_fsync(struct v_file* file)
 {
+    lock_inode(file->inode);
+
     int errno = ENOTSUP;
+    pcache_commit_all(file->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;
 }
 
@@ -423,6 +456,10 @@ vfs_d_alloc()
     struct v_dnode* dnode = cake_grab(dnode_pile);
     memset(dnode, 0, sizeof(*dnode));
     llist_init_head(&dnode->children);
+    mutex_init(&dnode->lock);
+
+    dnode->ref_count = ATOMIC_VAR_INIT(0);
+
     dnode->name = vfs_empty;
     return dnode;
 }
@@ -441,6 +478,7 @@ vfs_i_alloc()
 {
     struct v_inode* inode = cake_grab(inode_pile);
     memset(inode, 0, sizeof(*inode));
+    mutex_init(&inode->lock);
 
     return inode;
 }
@@ -456,6 +494,18 @@ vfs_i_free(struct v_inode* inode)
 #define FLOCATE_CREATE_EMPTY 1
 
 #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,
@@ -466,71 +516,91 @@ __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))) {
-        errno = vfs_walk(*fdir, name.value, file, NULL, 0);
-        if (errno == ENOENT && (options & FLOCATE_CREATE_EMPTY)) {
-            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);
-            *file = file_new;
-
-            llist_append(&(*fdir)->children, &file_new->siblings);
-        }
+    if ((errno =
+           vfs_walk(__current->cwd, path, fdir, &name, VFS_WALK_PARENT))) {
+        return errno;
+    }
+
+    errno = vfs_walk(*fdir, name.value, file, NULL, 0);
+    if (errno != ENOENT || !(options & FLOCATE_CREATE_EMPTY)) {
+        return errno;
+    }
+
+    struct v_dnode* parent = *fdir;
+    struct v_dnode* file_new = vfs_d_alloc();
+    file_new->name = HHSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), name.len, name.hash);
+    strcpy(file_new->name.value, name_str);
+
+    if (!(errno = parent->inode->ops.create(parent->inode, file_new))) {
+        *file = file_new;
+
+        vfs_dcache_add(parent, file_new);
+        llist_append(&parent->children, &file_new->siblings);
+    } else {
+        vfree(file_new->name.value);
+        vfs_d_free(file_new);
     }
 
     return errno;
 }
 
 int
-__vfs_do_open(struct v_file** file_out, const char* path, int options)
+vfs_do_open(const char* path, int options)
 {
-    int errno;
+    int errno, fd;
     struct v_dnode *dentry, *file;
-    struct v_file* opened_file = 0;
+    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, opened_file);
-    } else if (!errno) {
-        errno = vfs_open(file, &opened_file);
+    if (errno || (errno = vfs_open(file, &ofile))) {
+        return errno;
     }
 
-    *file_out = opened_file;
-    return errno;
-}
-
-__DEFINE_LXSYSCALL2(int, open, const char*, path, int, options)
-{
-    struct v_file* opened_file;
-    int errno = __vfs_do_open(&opened_file, path, options), fd;
+    struct v_inode* o_inode = ofile->inode;
+    if (!(o_inode->itype & VFS_IFSEQDEV) && !(options & FO_DIRECT)) {
+        // XXX Change here accordingly when signature of pcache_r/w changed.
+        ofile->ops.read = pcache_read;
+        ofile->ops.write = pcache_write;
+    }
 
     if (!errno && !(errno = vfs_alloc_fdslot(&fd))) {
         struct v_fd* fd_s = vzalloc(sizeof(*fd_s));
-        fd_s->file = opened_file;
-        fd_s->pos = opened_file->inode->fsize & -((options & FO_APPEND) != 0);
+        ofile->f_pos = ofile->inode->fsize & -((options & FO_APPEND) != 0);
+        fd_s->file = ofile;
+        fd_s->flags = options;
         __current->fdtable->fds[fd] = fd_s;
         return fd;
     }
 
-    return DO_STATUS(errno);
+    return errno;
+}
+
+__DEFINE_LXSYSCALL2(int, open, const char*, path, int, options)
+{
+    int errno = vfs_do_open(path, 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;
-    if (!GET_FD(fd, fd_s)) {
-        errno = EBADF;
-    } else if (!(errno = vfs_close(fd_s->file))) {
-        vfree(fd_s);
-        __current->fdtable->fds[fd] = 0;
+    int errno = 0;
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done_err;
+    }
+
+    if (fd_s->file->ref_count > 1) {
+        fd_s->file->ref_count--;
+    } else if ((errno = vfs_close(fd_s->file))) {
+        goto done_err;
     }
 
+    vfree(fd_s);
+    __current->fdtable->fds[fd] = 0;
+
+done_err:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
@@ -550,9 +620,16 @@ __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_INODE_TYPE_DIR)) {
+
+    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 =
@@ -566,7 +643,8 @@ __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;
             }
         }
@@ -574,54 +652,41 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, readdir, int, fd, struct dirent*, dent)
         dent->d_offset++;
     }
 
+    unlock_inode(inode);
+
 done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
-__DEFINE_LXSYSCALL1(int, mkdir, const char*, path)
+__DEFINE_LXSYSCALL3(int, read, int, fd, void*, buf, size_t, count)
 {
-    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) {
+    int errno = 0;
+    struct v_fd* fd_s;
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
         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_INODE_TYPE_DIR)) {
-        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);
-        }
+    struct v_file* file = fd_s->file;
+    if ((file->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+        errno = EISDIR;
+        goto done;
     }
 
-done:
-    return DO_STATUS(errno);
-}
+    lock_inode(file->inode);
 
-__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;
-    } else {
-        struct v_file* file = fd_s->file;
-        file->f_pos = fd_s->pos;
-        if ((errno = file->ops.read(file, buf, count)) >= 0) {
-            fd_s->pos += errno;
-        }
+    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;
+        return errno;
     }
 
+done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
@@ -629,16 +694,31 @@ __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;
-    } else {
-        struct v_file* file = fd_s->file;
-        file->f_pos = fd_s->pos;
-        if ((errno = file->ops.write(file, buf, count)) >= 0) {
-            fd_s->pos += errno;
-        }
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
+
+    struct v_file* file = fd_s->file;
+    if ((file->inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+        errno = EISDIR;
+        goto done;
+    }
+
+    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;
+        return errno;
     }
 
+done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
@@ -646,27 +726,33 @@ __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 {
-        size_t fpos = fd_s->file->f_pos;
-        switch (options) {
-            case FSEEK_CUR:
-                fpos = (size_t)((int)fd_s->file->f_pos + offset);
-                break;
-            case FSEEK_END:
-                fpos = (size_t)((int)fd_s->file->inode->fsize + offset);
-                break;
-            case FSEEK_SET:
-                fpos = offset;
-                break;
+    if ((errno = __vfs_getfd(fd, &fd_s))) {
+        goto done;
+    }
 
-            default:
-                break;
-        }
-        fd_s->pos = fpos;
+    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);
 }
 
@@ -701,10 +787,15 @@ 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;
@@ -714,17 +805,18 @@ __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);
 }
 
@@ -732,7 +824,8 @@ __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);
     }
 
@@ -756,69 +849,143 @@ __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 ((dnode->inode->itype & VFS_INODE_TYPE_DIR)) {
+    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);
+        // FIXME remove the dnode from cache & parent.
     } 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;
+    struct hstr component = HSTR(valloc(VFS_NAME_MAXLEN), 0);
+    int errno =
+      vfs_walk(__current->cwd, path, &parent, &component, 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 {
+        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(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_INODE_TYPE_DIR)) {
-        // TODO handle symbolic link and type other than regular file
+    } else if (!(inode->itype & VFS_IFDIR)) {
+        // The underlying unlink implementation should handle
+        //  symlink case
         errno = inode->ops.unlink(inode);
         if (!errno) {
             inode->link_count--;
+            // FIXME remove the dnode from cache & parent
         }
     } else {
         errno = EISDIR;
     }
 
+    unlock_inode(inode);
+
     return errno;
 }
 
@@ -826,7 +993,7 @@ __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)) {
@@ -834,7 +1001,7 @@ __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);
@@ -844,13 +1011,13 @@ __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:
@@ -879,9 +1046,7 @@ __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);
     }
 
@@ -889,21 +1054,22 @@ __DEFINE_LXSYSCALL1(int, fsync, int, fildes)
 }
 
 int
-__vfs_dup_fd(struct v_fd* old, struct v_fd** new)
+vfs_dup_fd(struct v_fd* old, struct v_fd** new)
 {
     int errno = 0;
-    struct v_file* newopened;
-    if (!(errno = vfs_open(old->file->dnode, &newopened))) {
-        *new = cake_grab(fd_pile);
-        **new = (struct v_fd){ .file = newopened,
-                               .pos = old->pos,
-                               .flags = old->flags };
-    }
+    struct v_fd* copied = cake_grab(fd_pile);
+
+    memcpy(copied, old, sizeof(struct v_fd));
+
+    atomic_fetch_add(&old->file->ref_count, 1);
+
+    *new = copied;
 
     return errno;
 }
 
-__DEFINE_LXSYSCALL2(int, dup2, int, oldfd, int, newfd)
+int
+vfs_dup2(int oldfd, int newfd)
 {
     if (newfd == oldfd) {
         return newfd;
@@ -911,16 +1077,21 @@ __DEFINE_LXSYSCALL2(int, 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;
     }
 
-    if (!(errno = __vfs_dup_fd(oldfd_s, &newfd_s))) {
+    if (!(errno = vfs_dup_fd(oldfd_s, &newfd_s))) {
         __current->fdtable->fds[newfd] = newfd_s;
         return newfd;
     }
@@ -929,18 +1100,26 @@ done:
     return DO_STATUS(errno);
 }
 
+__DEFINE_LXSYSCALL2(int, dup2, int, oldfd, int, newfd)
+{
+    return vfs_dup2(oldfd, newfd);
+}
+
 __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);
 }
 
@@ -953,7 +1132,7 @@ __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)) {
@@ -965,8 +1144,100 @@ __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);
-}
\ No newline at end of file
+}
+
+__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;
+}
+
+// TODO rename syscall
\ No newline at end of file