Merge tag 'arm64-fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/arm64/linux
[platform/kernel/linux-starfive.git] / fs / inode.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * (C) 1997 Linus Torvalds
4  * (C) 1999 Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> (dynamic inode allocation)
5  */
6 #include <linux/export.h>
7 #include <linux/fs.h>
8 #include <linux/filelock.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/backing-dev.h>
11 #include <linux/hash.h>
12 #include <linux/swap.h>
13 #include <linux/security.h>
14 #include <linux/cdev.h>
15 #include <linux/memblock.h>
16 #include <linux/fsnotify.h>
17 #include <linux/mount.h>
18 #include <linux/posix_acl.h>
19 #include <linux/buffer_head.h> /* for inode_has_buffers */
20 #include <linux/ratelimit.h>
21 #include <linux/list_lru.h>
22 #include <linux/iversion.h>
23 #include <trace/events/writeback.h>
24 #include "internal.h"
25
26 /*
27  * Inode locking rules:
28  *
29  * inode->i_lock protects:
30  *   inode->i_state, inode->i_hash, __iget(), inode->i_io_list
31  * Inode LRU list locks protect:
32  *   inode->i_sb->s_inode_lru, inode->i_lru
33  * inode->i_sb->s_inode_list_lock protects:
34  *   inode->i_sb->s_inodes, inode->i_sb_list
35  * bdi->wb.list_lock protects:
36  *   bdi->wb.b_{dirty,io,more_io,dirty_time}, inode->i_io_list
37  * inode_hash_lock protects:
38  *   inode_hashtable, inode->i_hash
39  *
40  * Lock ordering:
41  *
42  * inode->i_sb->s_inode_list_lock
43  *   inode->i_lock
44  *     Inode LRU list locks
45  *
46  * bdi->wb.list_lock
47  *   inode->i_lock
48  *
49  * inode_hash_lock
50  *   inode->i_sb->s_inode_list_lock
51  *   inode->i_lock
52  *
53  * iunique_lock
54  *   inode_hash_lock
55  */
56
57 static unsigned int i_hash_mask __read_mostly;
58 static unsigned int i_hash_shift __read_mostly;
59 static struct hlist_head *inode_hashtable __read_mostly;
60 static __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(inode_hash_lock);
61
62 /*
63  * Empty aops. Can be used for the cases where the user does not
64  * define any of the address_space operations.
65  */
66 const struct address_space_operations empty_aops = {
67 };
68 EXPORT_SYMBOL(empty_aops);
69
70 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, nr_inodes);
71 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, nr_unused);
72
73 static struct kmem_cache *inode_cachep __read_mostly;
74
75 static long get_nr_inodes(void)
76 {
77         int i;
78         long sum = 0;
79         for_each_possible_cpu(i)
80                 sum += per_cpu(nr_inodes, i);
81         return sum < 0 ? 0 : sum;
82 }
83
84 static inline long get_nr_inodes_unused(void)
85 {
86         int i;
87         long sum = 0;
88         for_each_possible_cpu(i)
89                 sum += per_cpu(nr_unused, i);
90         return sum < 0 ? 0 : sum;
91 }
92
93 long get_nr_dirty_inodes(void)
94 {
95         /* not actually dirty inodes, but a wild approximation */
96         long nr_dirty = get_nr_inodes() - get_nr_inodes_unused();
97         return nr_dirty > 0 ? nr_dirty : 0;
98 }
99
100 /*
101  * Handle nr_inode sysctl
102  */
103 #ifdef CONFIG_SYSCTL
104 /*
105  * Statistics gathering..
106  */
107 static struct inodes_stat_t inodes_stat;
108
109 static int proc_nr_inodes(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
110                           size_t *lenp, loff_t *ppos)
111 {
112         inodes_stat.nr_inodes = get_nr_inodes();
113         inodes_stat.nr_unused = get_nr_inodes_unused();
114         return proc_doulongvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
115 }
116
117 static struct ctl_table inodes_sysctls[] = {
118         {
119                 .procname       = "inode-nr",
120                 .data           = &inodes_stat,
121                 .maxlen         = 2*sizeof(long),
122                 .mode           = 0444,
123                 .proc_handler   = proc_nr_inodes,
124         },
125         {
126                 .procname       = "inode-state",
127                 .data           = &inodes_stat,
128                 .maxlen         = 7*sizeof(long),
129                 .mode           = 0444,
130                 .proc_handler   = proc_nr_inodes,
131         },
132         { }
133 };
134
135 static int __init init_fs_inode_sysctls(void)
136 {
137         register_sysctl_init("fs", inodes_sysctls);
138         return 0;
139 }
140 early_initcall(init_fs_inode_sysctls);
141 #endif
142
143 static int no_open(struct inode *inode, struct file *file)
144 {
145         return -ENXIO;
146 }
147
148 /**
149  * inode_init_always - perform inode structure initialisation
150  * @sb: superblock inode belongs to
151  * @inode: inode to initialise
152  *
153  * These are initializations that need to be done on every inode
154  * allocation as the fields are not initialised by slab allocation.
155  */
156 int inode_init_always(struct super_block *sb, struct inode *inode)
157 {
158         static const struct inode_operations empty_iops;
159         static const struct file_operations no_open_fops = {.open = no_open};
160         struct address_space *const mapping = &inode->i_data;
161
162         inode->i_sb = sb;
163         inode->i_blkbits = sb->s_blocksize_bits;
164         inode->i_flags = 0;
165         atomic64_set(&inode->i_sequence, 0);
166         atomic_set(&inode->i_count, 1);
167         inode->i_op = &empty_iops;
168         inode->i_fop = &no_open_fops;
169         inode->i_ino = 0;
170         inode->__i_nlink = 1;
171         inode->i_opflags = 0;
172         if (sb->s_xattr)
173                 inode->i_opflags |= IOP_XATTR;
174         i_uid_write(inode, 0);
175         i_gid_write(inode, 0);
176         atomic_set(&inode->i_writecount, 0);
177         inode->i_size = 0;
178         inode->i_write_hint = WRITE_LIFE_NOT_SET;
179         inode->i_blocks = 0;
180         inode->i_bytes = 0;
181         inode->i_generation = 0;
182         inode->i_pipe = NULL;
183         inode->i_cdev = NULL;
184         inode->i_link = NULL;
185         inode->i_dir_seq = 0;
186         inode->i_rdev = 0;
187         inode->dirtied_when = 0;
188
189 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
190         inode->i_wb_frn_winner = 0;
191         inode->i_wb_frn_avg_time = 0;
192         inode->i_wb_frn_history = 0;
193 #endif
194
195         spin_lock_init(&inode->i_lock);
196         lockdep_set_class(&inode->i_lock, &sb->s_type->i_lock_key);
197
198         init_rwsem(&inode->i_rwsem);
199         lockdep_set_class(&inode->i_rwsem, &sb->s_type->i_mutex_key);
200
201         atomic_set(&inode->i_dio_count, 0);
202
203         mapping->a_ops = &empty_aops;
204         mapping->host = inode;
205         mapping->flags = 0;
206         mapping->wb_err = 0;
207         atomic_set(&mapping->i_mmap_writable, 0);
208 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
209         atomic_set(&mapping->nr_thps, 0);
210 #endif
211         mapping_set_gfp_mask(mapping, GFP_HIGHUSER_MOVABLE);
212         mapping->private_data = NULL;
213         mapping->writeback_index = 0;
214         init_rwsem(&mapping->invalidate_lock);
215         lockdep_set_class_and_name(&mapping->invalidate_lock,
216                                    &sb->s_type->invalidate_lock_key,
217                                    "mapping.invalidate_lock");
218         inode->i_private = NULL;
219         inode->i_mapping = mapping;
220         INIT_HLIST_HEAD(&inode->i_dentry);      /* buggered by rcu freeing */
221 #ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
222         inode->i_acl = inode->i_default_acl = ACL_NOT_CACHED;
223 #endif
224
225 #ifdef CONFIG_FSNOTIFY
226         inode->i_fsnotify_mask = 0;
227 #endif
228         inode->i_flctx = NULL;
229
230         if (unlikely(security_inode_alloc(inode)))
231                 return -ENOMEM;
232         this_cpu_inc(nr_inodes);
233
234         return 0;
235 }
236 EXPORT_SYMBOL(inode_init_always);
237
238 void free_inode_nonrcu(struct inode *inode)
239 {
240         kmem_cache_free(inode_cachep, inode);
241 }
242 EXPORT_SYMBOL(free_inode_nonrcu);
243
244 static void i_callback(struct rcu_head *head)
245 {
246         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
247         if (inode->free_inode)
248                 inode->free_inode(inode);
249         else
250                 free_inode_nonrcu(inode);
251 }
252
253 static struct inode *alloc_inode(struct super_block *sb)
254 {
255         const struct super_operations *ops = sb->s_op;
256         struct inode *inode;
257
258         if (ops->alloc_inode)
259                 inode = ops->alloc_inode(sb);
260         else
261                 inode = alloc_inode_sb(sb, inode_cachep, GFP_KERNEL);
262
263         if (!inode)
264                 return NULL;
265
266         if (unlikely(inode_init_always(sb, inode))) {
267                 if (ops->destroy_inode) {
268                         ops->destroy_inode(inode);
269                         if (!ops->free_inode)
270                                 return NULL;
271                 }
272                 inode->free_inode = ops->free_inode;
273                 i_callback(&inode->i_rcu);
274                 return NULL;
275         }
276
277         return inode;
278 }
279
280 void __destroy_inode(struct inode *inode)
281 {
282         BUG_ON(inode_has_buffers(inode));
283         inode_detach_wb(inode);
284         security_inode_free(inode);
285         fsnotify_inode_delete(inode);
286         locks_free_lock_context(inode);
287         if (!inode->i_nlink) {
288                 WARN_ON(atomic_long_read(&inode->i_sb->s_remove_count) == 0);
289                 atomic_long_dec(&inode->i_sb->s_remove_count);
290         }
291
292 #ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
293         if (inode->i_acl && !is_uncached_acl(inode->i_acl))
294                 posix_acl_release(inode->i_acl);
295         if (inode->i_default_acl && !is_uncached_acl(inode->i_default_acl))
296                 posix_acl_release(inode->i_default_acl);
297 #endif
298         this_cpu_dec(nr_inodes);
299 }
300 EXPORT_SYMBOL(__destroy_inode);
301
302 static void destroy_inode(struct inode *inode)
303 {
304         const struct super_operations *ops = inode->i_sb->s_op;
305
306         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_lru));
307         __destroy_inode(inode);
308         if (ops->destroy_inode) {
309                 ops->destroy_inode(inode);
310                 if (!ops->free_inode)
311                         return;
312         }
313         inode->free_inode = ops->free_inode;
314         call_rcu(&inode->i_rcu, i_callback);
315 }
316
317 /**
318  * drop_nlink - directly drop an inode's link count
319  * @inode: inode
320  *
321  * This is a low-level filesystem helper to replace any
322  * direct filesystem manipulation of i_nlink.  In cases
323  * where we are attempting to track writes to the
324  * filesystem, a decrement to zero means an imminent
325  * write when the file is truncated and actually unlinked
326  * on the filesystem.
327  */
328 void drop_nlink(struct inode *inode)
329 {
330         WARN_ON(inode->i_nlink == 0);
331         inode->__i_nlink--;
332         if (!inode->i_nlink)
333                 atomic_long_inc(&inode->i_sb->s_remove_count);
334 }
335 EXPORT_SYMBOL(drop_nlink);
336
337 /**
338  * clear_nlink - directly zero an inode's link count
339  * @inode: inode
340  *
341  * This is a low-level filesystem helper to replace any
342  * direct filesystem manipulation of i_nlink.  See
343  * drop_nlink() for why we care about i_nlink hitting zero.
344  */
345 void clear_nlink(struct inode *inode)
346 {
347         if (inode->i_nlink) {
348                 inode->__i_nlink = 0;
349                 atomic_long_inc(&inode->i_sb->s_remove_count);
350         }
351 }
352 EXPORT_SYMBOL(clear_nlink);
353
354 /**
355  * set_nlink - directly set an inode's link count
356  * @inode: inode
357  * @nlink: new nlink (should be non-zero)
358  *
359  * This is a low-level filesystem helper to replace any
360  * direct filesystem manipulation of i_nlink.
361  */
362 void set_nlink(struct inode *inode, unsigned int nlink)
363 {
364         if (!nlink) {
365                 clear_nlink(inode);
366         } else {
367                 /* Yes, some filesystems do change nlink from zero to one */
368                 if (inode->i_nlink == 0)
369                         atomic_long_dec(&inode->i_sb->s_remove_count);
370
371                 inode->__i_nlink = nlink;
372         }
373 }
374 EXPORT_SYMBOL(set_nlink);
375
376 /**
377  * inc_nlink - directly increment an inode's link count
378  * @inode: inode
379  *
380  * This is a low-level filesystem helper to replace any
381  * direct filesystem manipulation of i_nlink.  Currently,
382  * it is only here for parity with dec_nlink().
383  */
384 void inc_nlink(struct inode *inode)
385 {
386         if (unlikely(inode->i_nlink == 0)) {
387                 WARN_ON(!(inode->i_state & I_LINKABLE));
388                 atomic_long_dec(&inode->i_sb->s_remove_count);
389         }
390
391         inode->__i_nlink++;
392 }
393 EXPORT_SYMBOL(inc_nlink);
394
395 static void __address_space_init_once(struct address_space *mapping)
396 {
397         xa_init_flags(&mapping->i_pages, XA_FLAGS_LOCK_IRQ | XA_FLAGS_ACCOUNT);
398         init_rwsem(&mapping->i_mmap_rwsem);
399         INIT_LIST_HEAD(&mapping->private_list);
400         spin_lock_init(&mapping->private_lock);
401         mapping->i_mmap = RB_ROOT_CACHED;
402 }
403
404 void address_space_init_once(struct address_space *mapping)
405 {
406         memset(mapping, 0, sizeof(*mapping));
407         __address_space_init_once(mapping);
408 }
409 EXPORT_SYMBOL(address_space_init_once);
410
411 /*
412  * These are initializations that only need to be done
413  * once, because the fields are idempotent across use
414  * of the inode, so let the slab aware of that.
415  */
416 void inode_init_once(struct inode *inode)
417 {
418         memset(inode, 0, sizeof(*inode));
419         INIT_HLIST_NODE(&inode->i_hash);
420         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_devices);
421         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_io_list);
422         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_wb_list);
423         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_lru);
424         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_sb_list);
425         __address_space_init_once(&inode->i_data);
426         i_size_ordered_init(inode);
427 }
428 EXPORT_SYMBOL(inode_init_once);
429
430 static void init_once(void *foo)
431 {
432         struct inode *inode = (struct inode *) foo;
433
434         inode_init_once(inode);
435 }
436
437 /*
438  * inode->i_lock must be held
439  */
440 void __iget(struct inode *inode)
441 {
442         atomic_inc(&inode->i_count);
443 }
444
445 /*
446  * get additional reference to inode; caller must already hold one.
447  */
448 void ihold(struct inode *inode)
449 {
450         WARN_ON(atomic_inc_return(&inode->i_count) < 2);
451 }
452 EXPORT_SYMBOL(ihold);
453
454 static void __inode_add_lru(struct inode *inode, bool rotate)
455 {
456         if (inode->i_state & (I_DIRTY_ALL | I_SYNC | I_FREEING | I_WILL_FREE))
457                 return;
458         if (atomic_read(&inode->i_count))
459                 return;
460         if (!(inode->i_sb->s_flags & SB_ACTIVE))
461                 return;
462         if (!mapping_shrinkable(&inode->i_data))
463                 return;
464
465         if (list_lru_add(&inode->i_sb->s_inode_lru, &inode->i_lru))
466                 this_cpu_inc(nr_unused);
467         else if (rotate)
468                 inode->i_state |= I_REFERENCED;
469 }
470
471 /*
472  * Add inode to LRU if needed (inode is unused and clean).
473  *
474  * Needs inode->i_lock held.
475  */
476 void inode_add_lru(struct inode *inode)
477 {
478         __inode_add_lru(inode, false);
479 }
480
481 static void inode_lru_list_del(struct inode *inode)
482 {
483         if (list_lru_del(&inode->i_sb->s_inode_lru, &inode->i_lru))
484                 this_cpu_dec(nr_unused);
485 }
486
487 /**
488  * inode_sb_list_add - add inode to the superblock list of inodes
489  * @inode: inode to add
490  */
491 void inode_sb_list_add(struct inode *inode)
492 {
493         spin_lock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
494         list_add(&inode->i_sb_list, &inode->i_sb->s_inodes);
495         spin_unlock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
496 }
497 EXPORT_SYMBOL_GPL(inode_sb_list_add);
498
499 static inline void inode_sb_list_del(struct inode *inode)
500 {
501         if (!list_empty(&inode->i_sb_list)) {
502                 spin_lock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
503                 list_del_init(&inode->i_sb_list);
504                 spin_unlock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
505         }
506 }
507
508 static unsigned long hash(struct super_block *sb, unsigned long hashval)
509 {
510         unsigned long tmp;
511
512         tmp = (hashval * (unsigned long)sb) ^ (GOLDEN_RATIO_PRIME + hashval) /
513                         L1_CACHE_BYTES;
514         tmp = tmp ^ ((tmp ^ GOLDEN_RATIO_PRIME) >> i_hash_shift);
515         return tmp & i_hash_mask;
516 }
517
518 /**
519  *      __insert_inode_hash - hash an inode
520  *      @inode: unhashed inode
521  *      @hashval: unsigned long value used to locate this object in the
522  *              inode_hashtable.
523  *
524  *      Add an inode to the inode hash for this superblock.
525  */
526 void __insert_inode_hash(struct inode *inode, unsigned long hashval)
527 {
528         struct hlist_head *b = inode_hashtable + hash(inode->i_sb, hashval);
529
530         spin_lock(&inode_hash_lock);
531         spin_lock(&inode->i_lock);
532         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, b);
533         spin_unlock(&inode->i_lock);
534         spin_unlock(&inode_hash_lock);
535 }
536 EXPORT_SYMBOL(__insert_inode_hash);
537
538 /**
539  *      __remove_inode_hash - remove an inode from the hash
540  *      @inode: inode to unhash
541  *
542  *      Remove an inode from the superblock.
543  */
544 void __remove_inode_hash(struct inode *inode)
545 {
546         spin_lock(&inode_hash_lock);
547         spin_lock(&inode->i_lock);
548         hlist_del_init_rcu(&inode->i_hash);
549         spin_unlock(&inode->i_lock);
550         spin_unlock(&inode_hash_lock);
551 }
552 EXPORT_SYMBOL(__remove_inode_hash);
553
554 void dump_mapping(const struct address_space *mapping)
555 {
556         struct inode *host;
557         const struct address_space_operations *a_ops;
558         struct hlist_node *dentry_first;
559         struct dentry *dentry_ptr;
560         struct dentry dentry;
561         unsigned long ino;
562
563         /*
564          * If mapping is an invalid pointer, we don't want to crash
565          * accessing it, so probe everything depending on it carefully.
566          */
567         if (get_kernel_nofault(host, &mapping->host) ||
568             get_kernel_nofault(a_ops, &mapping->a_ops)) {
569                 pr_warn("invalid mapping:%px\n", mapping);
570                 return;
571         }
572
573         if (!host) {
574                 pr_warn("aops:%ps\n", a_ops);
575                 return;
576         }
577
578         if (get_kernel_nofault(dentry_first, &host->i_dentry.first) ||
579             get_kernel_nofault(ino, &host->i_ino)) {
580                 pr_warn("aops:%ps invalid inode:%px\n", a_ops, host);
581                 return;
582         }
583
584         if (!dentry_first) {
585                 pr_warn("aops:%ps ino:%lx\n", a_ops, ino);
586                 return;
587         }
588
589         dentry_ptr = container_of(dentry_first, struct dentry, d_u.d_alias);
590         if (get_kernel_nofault(dentry, dentry_ptr)) {
591                 pr_warn("aops:%ps ino:%lx invalid dentry:%px\n",
592                                 a_ops, ino, dentry_ptr);
593                 return;
594         }
595
596         /*
597          * if dentry is corrupted, the %pd handler may still crash,
598          * but it's unlikely that we reach here with a corrupt mapping
599          */
600         pr_warn("aops:%ps ino:%lx dentry name:\"%pd\"\n", a_ops, ino, &dentry);
601 }
602
603 void clear_inode(struct inode *inode)
604 {
605         /*
606          * We have to cycle the i_pages lock here because reclaim can be in the
607          * process of removing the last page (in __filemap_remove_folio())
608          * and we must not free the mapping under it.
609          */
610         xa_lock_irq(&inode->i_data.i_pages);
611         BUG_ON(inode->i_data.nrpages);
612         /*
613          * Almost always, mapping_empty(&inode->i_data) here; but there are
614          * two known and long-standing ways in which nodes may get left behind
615          * (when deep radix-tree node allocation failed partway; or when THP
616          * collapse_file() failed). Until those two known cases are cleaned up,
617          * or a cleanup function is called here, do not BUG_ON(!mapping_empty),
618          * nor even WARN_ON(!mapping_empty).
619          */
620         xa_unlock_irq(&inode->i_data.i_pages);
621         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_data.private_list));
622         BUG_ON(!(inode->i_state & I_FREEING));
623         BUG_ON(inode->i_state & I_CLEAR);
624         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_wb_list));
625         /* don't need i_lock here, no concurrent mods to i_state */
626         inode->i_state = I_FREEING | I_CLEAR;
627 }
628 EXPORT_SYMBOL(clear_inode);
629
630 /*
631  * Free the inode passed in, removing it from the lists it is still connected
632  * to. We remove any pages still attached to the inode and wait for any IO that
633  * is still in progress before finally destroying the inode.
634  *
635  * An inode must already be marked I_FREEING so that we avoid the inode being
636  * moved back onto lists if we race with other code that manipulates the lists
637  * (e.g. writeback_single_inode). The caller is responsible for setting this.
638  *
639  * An inode must already be removed from the LRU list before being evicted from
640  * the cache. This should occur atomically with setting the I_FREEING state
641  * flag, so no inodes here should ever be on the LRU when being evicted.
642  */
643 static void evict(struct inode *inode)
644 {
645         const struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
646
647         BUG_ON(!(inode->i_state & I_FREEING));
648         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_lru));
649
650         if (!list_empty(&inode->i_io_list))
651                 inode_io_list_del(inode);
652
653         inode_sb_list_del(inode);
654
655         /*
656          * Wait for flusher thread to be done with the inode so that filesystem
657          * does not start destroying it while writeback is still running. Since
658          * the inode has I_FREEING set, flusher thread won't start new work on
659          * the inode.  We just have to wait for running writeback to finish.
660          */
661         inode_wait_for_writeback(inode);
662
663         if (op->evict_inode) {
664                 op->evict_inode(inode);
665         } else {
666                 truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
667                 clear_inode(inode);
668         }
669         if (S_ISCHR(inode->i_mode) && inode->i_cdev)
670                 cd_forget(inode);
671
672         remove_inode_hash(inode);
673
674         spin_lock(&inode->i_lock);
675         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW);
676         BUG_ON(inode->i_state != (I_FREEING | I_CLEAR));
677         spin_unlock(&inode->i_lock);
678
679         destroy_inode(inode);
680 }
681
682 /*
683  * dispose_list - dispose of the contents of a local list
684  * @head: the head of the list to free
685  *
686  * Dispose-list gets a local list with local inodes in it, so it doesn't
687  * need to worry about list corruption and SMP locks.
688  */
689 static void dispose_list(struct list_head *head)
690 {
691         while (!list_empty(head)) {
692                 struct inode *inode;
693
694                 inode = list_first_entry(head, struct inode, i_lru);
695                 list_del_init(&inode->i_lru);
696
697                 evict(inode);
698                 cond_resched();
699         }
700 }
701
702 /**
703  * evict_inodes - evict all evictable inodes for a superblock
704  * @sb:         superblock to operate on
705  *
706  * Make sure that no inodes with zero refcount are retained.  This is
707  * called by superblock shutdown after having SB_ACTIVE flag removed,
708  * so any inode reaching zero refcount during or after that call will
709  * be immediately evicted.
710  */
711 void evict_inodes(struct super_block *sb)
712 {
713         struct inode *inode, *next;
714         LIST_HEAD(dispose);
715
716 again:
717         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
718         list_for_each_entry_safe(inode, next, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
719                 if (atomic_read(&inode->i_count))
720                         continue;
721
722                 spin_lock(&inode->i_lock);
723                 if (inode->i_state & (I_NEW | I_FREEING | I_WILL_FREE)) {
724                         spin_unlock(&inode->i_lock);
725                         continue;
726                 }
727
728                 inode->i_state |= I_FREEING;
729                 inode_lru_list_del(inode);
730                 spin_unlock(&inode->i_lock);
731                 list_add(&inode->i_lru, &dispose);
732
733                 /*
734                  * We can have a ton of inodes to evict at unmount time given
735                  * enough memory, check to see if we need to go to sleep for a
736                  * bit so we don't livelock.
737                  */
738                 if (need_resched()) {
739                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
740                         cond_resched();
741                         dispose_list(&dispose);
742                         goto again;
743                 }
744         }
745         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
746
747         dispose_list(&dispose);
748 }
749 EXPORT_SYMBOL_GPL(evict_inodes);
750
751 /**
752  * invalidate_inodes    - attempt to free all inodes on a superblock
753  * @sb:         superblock to operate on
754  *
755  * Attempts to free all inodes (including dirty inodes) for a given superblock.
756  */
757 void invalidate_inodes(struct super_block *sb)
758 {
759         struct inode *inode, *next;
760         LIST_HEAD(dispose);
761
762 again:
763         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
764         list_for_each_entry_safe(inode, next, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
765                 spin_lock(&inode->i_lock);
766                 if (inode->i_state & (I_NEW | I_FREEING | I_WILL_FREE)) {
767                         spin_unlock(&inode->i_lock);
768                         continue;
769                 }
770                 if (atomic_read(&inode->i_count)) {
771                         spin_unlock(&inode->i_lock);
772                         continue;
773                 }
774
775                 inode->i_state |= I_FREEING;
776                 inode_lru_list_del(inode);
777                 spin_unlock(&inode->i_lock);
778                 list_add(&inode->i_lru, &dispose);
779                 if (need_resched()) {
780                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
781                         cond_resched();
782                         dispose_list(&dispose);
783                         goto again;
784                 }
785         }
786         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
787
788         dispose_list(&dispose);
789 }
790
791 /*
792  * Isolate the inode from the LRU in preparation for freeing it.
793  *
794  * If the inode has the I_REFERENCED flag set, then it means that it has been
795  * used recently - the flag is set in iput_final(). When we encounter such an
796  * inode, clear the flag and move it to the back of the LRU so it gets another
797  * pass through the LRU before it gets reclaimed. This is necessary because of
798  * the fact we are doing lazy LRU updates to minimise lock contention so the
799  * LRU does not have strict ordering. Hence we don't want to reclaim inodes
800  * with this flag set because they are the inodes that are out of order.
801  */
802 static enum lru_status inode_lru_isolate(struct list_head *item,
803                 struct list_lru_one *lru, spinlock_t *lru_lock, void *arg)
804 {
805         struct list_head *freeable = arg;
806         struct inode    *inode = container_of(item, struct inode, i_lru);
807
808         /*
809          * We are inverting the lru lock/inode->i_lock here, so use a
810          * trylock. If we fail to get the lock, just skip it.
811          */
812         if (!spin_trylock(&inode->i_lock))
813                 return LRU_SKIP;
814
815         /*
816          * Inodes can get referenced, redirtied, or repopulated while
817          * they're already on the LRU, and this can make them
818          * unreclaimable for a while. Remove them lazily here; iput,
819          * sync, or the last page cache deletion will requeue them.
820          */
821         if (atomic_read(&inode->i_count) ||
822             (inode->i_state & ~I_REFERENCED) ||
823             !mapping_shrinkable(&inode->i_data)) {
824                 list_lru_isolate(lru, &inode->i_lru);
825                 spin_unlock(&inode->i_lock);
826                 this_cpu_dec(nr_unused);
827                 return LRU_REMOVED;
828         }
829
830         /* Recently referenced inodes get one more pass */
831         if (inode->i_state & I_REFERENCED) {
832                 inode->i_state &= ~I_REFERENCED;
833                 spin_unlock(&inode->i_lock);
834                 return LRU_ROTATE;
835         }
836
837         /*
838          * On highmem systems, mapping_shrinkable() permits dropping
839          * page cache in order to free up struct inodes: lowmem might
840          * be under pressure before the cache inside the highmem zone.
841          */
842         if (inode_has_buffers(inode) || !mapping_empty(&inode->i_data)) {
843                 __iget(inode);
844                 spin_unlock(&inode->i_lock);
845                 spin_unlock(lru_lock);
846                 if (remove_inode_buffers(inode)) {
847                         unsigned long reap;
848                         reap = invalidate_mapping_pages(&inode->i_data, 0, -1);
849                         if (current_is_kswapd())
850                                 __count_vm_events(KSWAPD_INODESTEAL, reap);
851                         else
852                                 __count_vm_events(PGINODESTEAL, reap);
853                         mm_account_reclaimed_pages(reap);
854                 }
855                 iput(inode);
856                 spin_lock(lru_lock);
857                 return LRU_RETRY;
858         }
859
860         WARN_ON(inode->i_state & I_NEW);
861         inode->i_state |= I_FREEING;
862         list_lru_isolate_move(lru, &inode->i_lru, freeable);
863         spin_unlock(&inode->i_lock);
864
865         this_cpu_dec(nr_unused);
866         return LRU_REMOVED;
867 }
868
869 /*
870  * Walk the superblock inode LRU for freeable inodes and attempt to free them.
871  * This is called from the superblock shrinker function with a number of inodes
872  * to trim from the LRU. Inodes to be freed are moved to a temporary list and
873  * then are freed outside inode_lock by dispose_list().
874  */
875 long prune_icache_sb(struct super_block *sb, struct shrink_control *sc)
876 {
877         LIST_HEAD(freeable);
878         long freed;
879
880         freed = list_lru_shrink_walk(&sb->s_inode_lru, sc,
881                                      inode_lru_isolate, &freeable);
882         dispose_list(&freeable);
883         return freed;
884 }
885
886 static void __wait_on_freeing_inode(struct inode *inode);
887 /*
888  * Called with the inode lock held.
889  */
890 static struct inode *find_inode(struct super_block *sb,
891                                 struct hlist_head *head,
892                                 int (*test)(struct inode *, void *),
893                                 void *data)
894 {
895         struct inode *inode = NULL;
896
897 repeat:
898         hlist_for_each_entry(inode, head, i_hash) {
899                 if (inode->i_sb != sb)
900                         continue;
901                 if (!test(inode, data))
902                         continue;
903                 spin_lock(&inode->i_lock);
904                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE)) {
905                         __wait_on_freeing_inode(inode);
906                         goto repeat;
907                 }
908                 if (unlikely(inode->i_state & I_CREATING)) {
909                         spin_unlock(&inode->i_lock);
910                         return ERR_PTR(-ESTALE);
911                 }
912                 __iget(inode);
913                 spin_unlock(&inode->i_lock);
914                 return inode;
915         }
916         return NULL;
917 }
918
919 /*
920  * find_inode_fast is the fast path version of find_inode, see the comment at
921  * iget_locked for details.
922  */
923 static struct inode *find_inode_fast(struct super_block *sb,
924                                 struct hlist_head *head, unsigned long ino)
925 {
926         struct inode *inode = NULL;
927
928 repeat:
929         hlist_for_each_entry(inode, head, i_hash) {
930                 if (inode->i_ino != ino)
931                         continue;
932                 if (inode->i_sb != sb)
933                         continue;
934                 spin_lock(&inode->i_lock);
935                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE)) {
936                         __wait_on_freeing_inode(inode);
937                         goto repeat;
938                 }
939                 if (unlikely(inode->i_state & I_CREATING)) {
940                         spin_unlock(&inode->i_lock);
941                         return ERR_PTR(-ESTALE);
942                 }
943                 __iget(inode);
944                 spin_unlock(&inode->i_lock);
945                 return inode;
946         }
947         return NULL;
948 }
949
950 /*
951  * Each cpu owns a range of LAST_INO_BATCH numbers.
952  * 'shared_last_ino' is dirtied only once out of LAST_INO_BATCH allocations,
953  * to renew the exhausted range.
954  *
955  * This does not significantly increase overflow rate because every CPU can
956  * consume at most LAST_INO_BATCH-1 unused inode numbers. So there is
957  * NR_CPUS*(LAST_INO_BATCH-1) wastage. At 4096 and 1024, this is ~0.1% of the
958  * 2^32 range, and is a worst-case. Even a 50% wastage would only increase
959  * overflow rate by 2x, which does not seem too significant.
960  *
961  * On a 32bit, non LFS stat() call, glibc will generate an EOVERFLOW
962  * error if st_ino won't fit in target struct field. Use 32bit counter
963  * here to attempt to avoid that.
964  */
965 #define LAST_INO_BATCH 1024
966 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, last_ino);
967
968 unsigned int get_next_ino(void)
969 {
970         unsigned int *p = &get_cpu_var(last_ino);
971         unsigned int res = *p;
972
973 #ifdef CONFIG_SMP
974         if (unlikely((res & (LAST_INO_BATCH-1)) == 0)) {
975                 static atomic_t shared_last_ino;
976                 int next = atomic_add_return(LAST_INO_BATCH, &shared_last_ino);
977
978                 res = next - LAST_INO_BATCH;
979         }
980 #endif
981
982         res++;
983         /* get_next_ino should not provide a 0 inode number */
984         if (unlikely(!res))
985                 res++;
986         *p = res;
987         put_cpu_var(last_ino);
988         return res;
989 }
990 EXPORT_SYMBOL(get_next_ino);
991
992 /**
993  *      new_inode_pseudo        - obtain an inode
994  *      @sb: superblock
995  *
996  *      Allocates a new inode for given superblock.
997  *      Inode wont be chained in superblock s_inodes list
998  *      This means :
999  *      - fs can't be unmount
1000  *      - quotas, fsnotify, writeback can't work
1001  */
1002 struct inode *new_inode_pseudo(struct super_block *sb)
1003 {
1004         struct inode *inode = alloc_inode(sb);
1005
1006         if (inode) {
1007                 spin_lock(&inode->i_lock);
1008                 inode->i_state = 0;
1009                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1010         }
1011         return inode;
1012 }
1013
1014 /**
1015  *      new_inode       - obtain an inode
1016  *      @sb: superblock
1017  *
1018  *      Allocates a new inode for given superblock. The default gfp_mask
1019  *      for allocations related to inode->i_mapping is GFP_HIGHUSER_MOVABLE.
1020  *      If HIGHMEM pages are unsuitable or it is known that pages allocated
1021  *      for the page cache are not reclaimable or migratable,
1022  *      mapping_set_gfp_mask() must be called with suitable flags on the
1023  *      newly created inode's mapping
1024  *
1025  */
1026 struct inode *new_inode(struct super_block *sb)
1027 {
1028         struct inode *inode;
1029
1030         inode = new_inode_pseudo(sb);
1031         if (inode)
1032                 inode_sb_list_add(inode);
1033         return inode;
1034 }
1035 EXPORT_SYMBOL(new_inode);
1036
1037 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
1038 void lockdep_annotate_inode_mutex_key(struct inode *inode)
1039 {
1040         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
1041                 struct file_system_type *type = inode->i_sb->s_type;
1042
1043                 /* Set new key only if filesystem hasn't already changed it */
1044                 if (lockdep_match_class(&inode->i_rwsem, &type->i_mutex_key)) {
1045                         /*
1046                          * ensure nobody is actually holding i_mutex
1047                          */
1048                         // mutex_destroy(&inode->i_mutex);
1049                         init_rwsem(&inode->i_rwsem);
1050                         lockdep_set_class(&inode->i_rwsem,
1051                                           &type->i_mutex_dir_key);
1052                 }
1053         }
1054 }
1055 EXPORT_SYMBOL(lockdep_annotate_inode_mutex_key);
1056 #endif
1057
1058 /**
1059  * unlock_new_inode - clear the I_NEW state and wake up any waiters
1060  * @inode:      new inode to unlock
1061  *
1062  * Called when the inode is fully initialised to clear the new state of the
1063  * inode and wake up anyone waiting for the inode to finish initialisation.
1064  */
1065 void unlock_new_inode(struct inode *inode)
1066 {
1067         lockdep_annotate_inode_mutex_key(inode);
1068         spin_lock(&inode->i_lock);
1069         WARN_ON(!(inode->i_state & I_NEW));
1070         inode->i_state &= ~I_NEW & ~I_CREATING;
1071         smp_mb();
1072         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW);
1073         spin_unlock(&inode->i_lock);
1074 }
1075 EXPORT_SYMBOL(unlock_new_inode);
1076
1077 void discard_new_inode(struct inode *inode)
1078 {
1079         lockdep_annotate_inode_mutex_key(inode);
1080         spin_lock(&inode->i_lock);
1081         WARN_ON(!(inode->i_state & I_NEW));
1082         inode->i_state &= ~I_NEW;
1083         smp_mb();
1084         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW);
1085         spin_unlock(&inode->i_lock);
1086         iput(inode);
1087 }
1088 EXPORT_SYMBOL(discard_new_inode);
1089
1090 /**
1091  * lock_two_inodes - lock two inodes (may be regular files but also dirs)
1092  *
1093  * Lock any non-NULL argument. The caller must make sure that if he is passing
1094  * in two directories, one is not ancestor of the other.  Zero, one or two
1095  * objects may be locked by this function.
1096  *
1097  * @inode1: first inode to lock
1098  * @inode2: second inode to lock
1099  * @subclass1: inode lock subclass for the first lock obtained
1100  * @subclass2: inode lock subclass for the second lock obtained
1101  */
1102 void lock_two_inodes(struct inode *inode1, struct inode *inode2,
1103                      unsigned subclass1, unsigned subclass2)
1104 {
1105         if (!inode1 || !inode2) {
1106                 /*
1107                  * Make sure @subclass1 will be used for the acquired lock.
1108                  * This is not strictly necessary (no current caller cares) but
1109                  * let's keep things consistent.
1110                  */
1111                 if (!inode1)
1112                         swap(inode1, inode2);
1113                 goto lock;
1114         }
1115
1116         /*
1117          * If one object is directory and the other is not, we must make sure
1118          * to lock directory first as the other object may be its child.
1119          */
1120         if (S_ISDIR(inode2->i_mode) == S_ISDIR(inode1->i_mode)) {
1121                 if (inode1 > inode2)
1122                         swap(inode1, inode2);
1123         } else if (!S_ISDIR(inode1->i_mode))
1124                 swap(inode1, inode2);
1125 lock:
1126         if (inode1)
1127                 inode_lock_nested(inode1, subclass1);
1128         if (inode2 && inode2 != inode1)
1129                 inode_lock_nested(inode2, subclass2);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * lock_two_nondirectories - take two i_mutexes on non-directory objects
1134  *
1135  * Lock any non-NULL argument. Passed objects must not be directories.
1136  * Zero, one or two objects may be locked by this function.
1137  *
1138  * @inode1: first inode to lock
1139  * @inode2: second inode to lock
1140  */
1141 void lock_two_nondirectories(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
1142 {
1143         if (inode1)
1144                 WARN_ON_ONCE(S_ISDIR(inode1->i_mode));
1145         if (inode2)
1146                 WARN_ON_ONCE(S_ISDIR(inode2->i_mode));
1147         lock_two_inodes(inode1, inode2, I_MUTEX_NORMAL, I_MUTEX_NONDIR2);
1148 }
1149 EXPORT_SYMBOL(lock_two_nondirectories);
1150
1151 /**
1152  * unlock_two_nondirectories - release locks from lock_two_nondirectories()
1153  * @inode1: first inode to unlock
1154  * @inode2: second inode to unlock
1155  */
1156 void unlock_two_nondirectories(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
1157 {
1158         if (inode1) {
1159                 WARN_ON_ONCE(S_ISDIR(inode1->i_mode));
1160                 inode_unlock(inode1);
1161         }
1162         if (inode2 && inode2 != inode1) {
1163                 WARN_ON_ONCE(S_ISDIR(inode2->i_mode));
1164                 inode_unlock(inode2);
1165         }
1166 }
1167 EXPORT_SYMBOL(unlock_two_nondirectories);
1168
1169 /**
1170  * inode_insert5 - obtain an inode from a mounted file system
1171  * @inode:      pre-allocated inode to use for insert to cache
1172  * @hashval:    hash value (usually inode number) to get
1173  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1174  * @set:        callback used to initialize a new struct inode
1175  * @data:       opaque data pointer to pass to @test and @set
1176  *
1177  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1178  * and if present it is return it with an increased reference count. This is
1179  * a variant of iget5_locked() for callers that don't want to fail on memory
1180  * allocation of inode.
1181  *
1182  * If the inode is not in cache, insert the pre-allocated inode to cache and
1183  * return it locked, hashed, and with the I_NEW flag set. The file system gets
1184  * to fill it in before unlocking it via unlock_new_inode().
1185  *
1186  * Note both @test and @set are called with the inode_hash_lock held, so can't
1187  * sleep.
1188  */
1189 struct inode *inode_insert5(struct inode *inode, unsigned long hashval,
1190                             int (*test)(struct inode *, void *),
1191                             int (*set)(struct inode *, void *), void *data)
1192 {
1193         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(inode->i_sb, hashval);
1194         struct inode *old;
1195
1196 again:
1197         spin_lock(&inode_hash_lock);
1198         old = find_inode(inode->i_sb, head, test, data);
1199         if (unlikely(old)) {
1200                 /*
1201                  * Uhhuh, somebody else created the same inode under us.
1202                  * Use the old inode instead of the preallocated one.
1203                  */
1204                 spin_unlock(&inode_hash_lock);
1205                 if (IS_ERR(old))
1206                         return NULL;
1207                 wait_on_inode(old);
1208                 if (unlikely(inode_unhashed(old))) {
1209                         iput(old);
1210                         goto again;
1211                 }
1212                 return old;
1213         }
1214
1215         if (set && unlikely(set(inode, data))) {
1216                 inode = NULL;
1217                 goto unlock;
1218         }
1219
1220         /*
1221          * Return the locked inode with I_NEW set, the
1222          * caller is responsible for filling in the contents
1223          */
1224         spin_lock(&inode->i_lock);
1225         inode->i_state |= I_NEW;
1226         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, head);
1227         spin_unlock(&inode->i_lock);
1228
1229         /*
1230          * Add inode to the sb list if it's not already. It has I_NEW at this
1231          * point, so it should be safe to test i_sb_list locklessly.
1232          */
1233         if (list_empty(&inode->i_sb_list))
1234                 inode_sb_list_add(inode);
1235 unlock:
1236         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1237
1238         return inode;
1239 }
1240 EXPORT_SYMBOL(inode_insert5);
1241
1242 /**
1243  * iget5_locked - obtain an inode from a mounted file system
1244  * @sb:         super block of file system
1245  * @hashval:    hash value (usually inode number) to get
1246  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1247  * @set:        callback used to initialize a new struct inode
1248  * @data:       opaque data pointer to pass to @test and @set
1249  *
1250  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1251  * and if present it is return it with an increased reference count. This is
1252  * a generalized version of iget_locked() for file systems where the inode
1253  * number is not sufficient for unique identification of an inode.
1254  *
1255  * If the inode is not in cache, allocate a new inode and return it locked,
1256  * hashed, and with the I_NEW flag set. The file system gets to fill it in
1257  * before unlocking it via unlock_new_inode().
1258  *
1259  * Note both @test and @set are called with the inode_hash_lock held, so can't
1260  * sleep.
1261  */
1262 struct inode *iget5_locked(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1263                 int (*test)(struct inode *, void *),
1264                 int (*set)(struct inode *, void *), void *data)
1265 {
1266         struct inode *inode = ilookup5(sb, hashval, test, data);
1267
1268         if (!inode) {
1269                 struct inode *new = alloc_inode(sb);
1270
1271                 if (new) {
1272                         new->i_state = 0;
1273                         inode = inode_insert5(new, hashval, test, set, data);
1274                         if (unlikely(inode != new))
1275                                 destroy_inode(new);
1276                 }
1277         }
1278         return inode;
1279 }
1280 EXPORT_SYMBOL(iget5_locked);
1281
1282 /**
1283  * iget_locked - obtain an inode from a mounted file system
1284  * @sb:         super block of file system
1285  * @ino:        inode number to get
1286  *
1287  * Search for the inode specified by @ino in the inode cache and if present
1288  * return it with an increased reference count. This is for file systems
1289  * where the inode number is sufficient for unique identification of an inode.
1290  *
1291  * If the inode is not in cache, allocate a new inode and return it locked,
1292  * hashed, and with the I_NEW flag set.  The file system gets to fill it in
1293  * before unlocking it via unlock_new_inode().
1294  */
1295 struct inode *iget_locked(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1296 {
1297         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1298         struct inode *inode;
1299 again:
1300         spin_lock(&inode_hash_lock);
1301         inode = find_inode_fast(sb, head, ino);
1302         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1303         if (inode) {
1304                 if (IS_ERR(inode))
1305                         return NULL;
1306                 wait_on_inode(inode);
1307                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1308                         iput(inode);
1309                         goto again;
1310                 }
1311                 return inode;
1312         }
1313
1314         inode = alloc_inode(sb);
1315         if (inode) {
1316                 struct inode *old;
1317
1318                 spin_lock(&inode_hash_lock);
1319                 /* We released the lock, so.. */
1320                 old = find_inode_fast(sb, head, ino);
1321                 if (!old) {
1322                         inode->i_ino = ino;
1323                         spin_lock(&inode->i_lock);
1324                         inode->i_state = I_NEW;
1325                         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, head);
1326                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1327                         inode_sb_list_add(inode);
1328                         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1329
1330                         /* Return the locked inode with I_NEW set, the
1331                          * caller is responsible for filling in the contents
1332                          */
1333                         return inode;
1334                 }
1335
1336                 /*
1337                  * Uhhuh, somebody else created the same inode under
1338                  * us. Use the old inode instead of the one we just
1339                  * allocated.
1340                  */
1341                 spin_unlock(&inode_hash_lock);
1342                 destroy_inode(inode);
1343                 if (IS_ERR(old))
1344                         return NULL;
1345                 inode = old;
1346                 wait_on_inode(inode);
1347                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1348                         iput(inode);
1349                         goto again;
1350                 }
1351         }
1352         return inode;
1353 }
1354 EXPORT_SYMBOL(iget_locked);
1355
1356 /*
1357  * search the inode cache for a matching inode number.
1358  * If we find one, then the inode number we are trying to
1359  * allocate is not unique and so we should not use it.
1360  *
1361  * Returns 1 if the inode number is unique, 0 if it is not.
1362  */
1363 static int test_inode_iunique(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1364 {
1365         struct hlist_head *b = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1366         struct inode *inode;
1367
1368         hlist_for_each_entry_rcu(inode, b, i_hash) {
1369                 if (inode->i_ino == ino && inode->i_sb == sb)
1370                         return 0;
1371         }
1372         return 1;
1373 }
1374
1375 /**
1376  *      iunique - get a unique inode number
1377  *      @sb: superblock
1378  *      @max_reserved: highest reserved inode number
1379  *
1380  *      Obtain an inode number that is unique on the system for a given
1381  *      superblock. This is used by file systems that have no natural
1382  *      permanent inode numbering system. An inode number is returned that
1383  *      is higher than the reserved limit but unique.
1384  *
1385  *      BUGS:
1386  *      With a large number of inodes live on the file system this function
1387  *      currently becomes quite slow.
1388  */
1389 ino_t iunique(struct super_block *sb, ino_t max_reserved)
1390 {
1391         /*
1392          * On a 32bit, non LFS stat() call, glibc will generate an EOVERFLOW
1393          * error if st_ino won't fit in target struct field. Use 32bit counter
1394          * here to attempt to avoid that.
1395          */
1396         static DEFINE_SPINLOCK(iunique_lock);
1397         static unsigned int counter;
1398         ino_t res;
1399
1400         rcu_read_lock();
1401         spin_lock(&iunique_lock);
1402         do {
1403                 if (counter <= max_reserved)
1404                         counter = max_reserved + 1;
1405                 res = counter++;
1406         } while (!test_inode_iunique(sb, res));
1407         spin_unlock(&iunique_lock);
1408         rcu_read_unlock();
1409
1410         return res;
1411 }
1412 EXPORT_SYMBOL(iunique);
1413
1414 struct inode *igrab(struct inode *inode)
1415 {
1416         spin_lock(&inode->i_lock);
1417         if (!(inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE))) {
1418                 __iget(inode);
1419                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1420         } else {
1421                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1422                 /*
1423                  * Handle the case where s_op->clear_inode is not been
1424                  * called yet, and somebody is calling igrab
1425                  * while the inode is getting freed.
1426                  */
1427                 inode = NULL;
1428         }
1429         return inode;
1430 }
1431 EXPORT_SYMBOL(igrab);
1432
1433 /**
1434  * ilookup5_nowait - search for an inode in the inode cache
1435  * @sb:         super block of file system to search
1436  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
1437  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1438  * @data:       opaque data pointer to pass to @test
1439  *
1440  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache.
1441  * If the inode is in the cache, the inode is returned with an incremented
1442  * reference count.
1443  *
1444  * Note: I_NEW is not waited upon so you have to be very careful what you do
1445  * with the returned inode.  You probably should be using ilookup5() instead.
1446  *
1447  * Note2: @test is called with the inode_hash_lock held, so can't sleep.
1448  */
1449 struct inode *ilookup5_nowait(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1450                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1451 {
1452         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
1453         struct inode *inode;
1454
1455         spin_lock(&inode_hash_lock);
1456         inode = find_inode(sb, head, test, data);
1457         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1458
1459         return IS_ERR(inode) ? NULL : inode;
1460 }
1461 EXPORT_SYMBOL(ilookup5_nowait);
1462
1463 /**
1464  * ilookup5 - search for an inode in the inode cache
1465  * @sb:         super block of file system to search
1466  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
1467  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1468  * @data:       opaque data pointer to pass to @test
1469  *
1470  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1471  * and if the inode is in the cache, return the inode with an incremented
1472  * reference count.  Waits on I_NEW before returning the inode.
1473  * returned with an incremented reference count.
1474  *
1475  * This is a generalized version of ilookup() for file systems where the
1476  * inode number is not sufficient for unique identification of an inode.
1477  *
1478  * Note: @test is called with the inode_hash_lock held, so can't sleep.
1479  */
1480 struct inode *ilookup5(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1481                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1482 {
1483         struct inode *inode;
1484 again:
1485         inode = ilookup5_nowait(sb, hashval, test, data);
1486         if (inode) {
1487                 wait_on_inode(inode);
1488                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1489                         iput(inode);
1490                         goto again;
1491                 }
1492         }
1493         return inode;
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL(ilookup5);
1496
1497 /**
1498  * ilookup - search for an inode in the inode cache
1499  * @sb:         super block of file system to search
1500  * @ino:        inode number to search for
1501  *
1502  * Search for the inode @ino in the inode cache, and if the inode is in the
1503  * cache, the inode is returned with an incremented reference count.
1504  */
1505 struct inode *ilookup(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1506 {
1507         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1508         struct inode *inode;
1509 again:
1510         spin_lock(&inode_hash_lock);
1511         inode = find_inode_fast(sb, head, ino);
1512         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1513
1514         if (inode) {
1515                 if (IS_ERR(inode))
1516                         return NULL;
1517                 wait_on_inode(inode);
1518                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1519                         iput(inode);
1520                         goto again;
1521                 }
1522         }
1523         return inode;
1524 }
1525 EXPORT_SYMBOL(ilookup);
1526
1527 /**
1528  * find_inode_nowait - find an inode in the inode cache
1529  * @sb:         super block of file system to search
1530  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
1531  * @match:      callback used for comparisons between inodes
1532  * @data:       opaque data pointer to pass to @match
1533  *
1534  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode
1535  * cache, where the helper function @match will return 0 if the inode
1536  * does not match, 1 if the inode does match, and -1 if the search
1537  * should be stopped.  The @match function must be responsible for
1538  * taking the i_lock spin_lock and checking i_state for an inode being
1539  * freed or being initialized, and incrementing the reference count
1540  * before returning 1.  It also must not sleep, since it is called with
1541  * the inode_hash_lock spinlock held.
1542  *
1543  * This is a even more generalized version of ilookup5() when the
1544  * function must never block --- find_inode() can block in
1545  * __wait_on_freeing_inode() --- or when the caller can not increment
1546  * the reference count because the resulting iput() might cause an
1547  * inode eviction.  The tradeoff is that the @match funtion must be
1548  * very carefully implemented.
1549  */
1550 struct inode *find_inode_nowait(struct super_block *sb,
1551                                 unsigned long hashval,
1552                                 int (*match)(struct inode *, unsigned long,
1553                                              void *),
1554                                 void *data)
1555 {
1556         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
1557         struct inode *inode, *ret_inode = NULL;
1558         int mval;
1559
1560         spin_lock(&inode_hash_lock);
1561         hlist_for_each_entry(inode, head, i_hash) {
1562                 if (inode->i_sb != sb)
1563                         continue;
1564                 mval = match(inode, hashval, data);
1565                 if (mval == 0)
1566                         continue;
1567                 if (mval == 1)
1568                         ret_inode = inode;
1569                 goto out;
1570         }
1571 out:
1572         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1573         return ret_inode;
1574 }
1575 EXPORT_SYMBOL(find_inode_nowait);
1576
1577 /**
1578  * find_inode_rcu - find an inode in the inode cache
1579  * @sb:         Super block of file system to search
1580  * @hashval:    Key to hash
1581  * @test:       Function to test match on an inode
1582  * @data:       Data for test function
1583  *
1584  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1585  * where the helper function @test will return 0 if the inode does not match
1586  * and 1 if it does.  The @test function must be responsible for taking the
1587  * i_lock spin_lock and checking i_state for an inode being freed or being
1588  * initialized.
1589  *
1590  * If successful, this will return the inode for which the @test function
1591  * returned 1 and NULL otherwise.
1592  *
1593  * The @test function is not permitted to take a ref on any inode presented.
1594  * It is also not permitted to sleep.
1595  *
1596  * The caller must hold the RCU read lock.
1597  */
1598 struct inode *find_inode_rcu(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1599                              int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1600 {
1601         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
1602         struct inode *inode;
1603
1604         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_held(),
1605                          "suspicious find_inode_rcu() usage");
1606
1607         hlist_for_each_entry_rcu(inode, head, i_hash) {
1608                 if (inode->i_sb == sb &&
1609                     !(READ_ONCE(inode->i_state) & (I_FREEING | I_WILL_FREE)) &&
1610                     test(inode, data))
1611                         return inode;
1612         }
1613         return NULL;
1614 }
1615 EXPORT_SYMBOL(find_inode_rcu);
1616
1617 /**
1618  * find_inode_by_ino_rcu - Find an inode in the inode cache
1619  * @sb:         Super block of file system to search
1620  * @ino:        The inode number to match
1621  *
1622  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1623  * where the helper function @test will return 0 if the inode does not match
1624  * and 1 if it does.  The @test function must be responsible for taking the
1625  * i_lock spin_lock and checking i_state for an inode being freed or being
1626  * initialized.
1627  *
1628  * If successful, this will return the inode for which the @test function
1629  * returned 1 and NULL otherwise.
1630  *
1631  * The @test function is not permitted to take a ref on any inode presented.
1632  * It is also not permitted to sleep.
1633  *
1634  * The caller must hold the RCU read lock.
1635  */
1636 struct inode *find_inode_by_ino_rcu(struct super_block *sb,
1637                                     unsigned long ino)
1638 {
1639         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1640         struct inode *inode;
1641
1642         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_held(),
1643                          "suspicious find_inode_by_ino_rcu() usage");
1644
1645         hlist_for_each_entry_rcu(inode, head, i_hash) {
1646                 if (inode->i_ino == ino &&
1647                     inode->i_sb == sb &&
1648                     !(READ_ONCE(inode->i_state) & (I_FREEING | I_WILL_FREE)))
1649                     return inode;
1650         }
1651         return NULL;
1652 }
1653 EXPORT_SYMBOL(find_inode_by_ino_rcu);
1654
1655 int insert_inode_locked(struct inode *inode)
1656 {
1657         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1658         ino_t ino = inode->i_ino;
1659         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1660
1661         while (1) {
1662                 struct inode *old = NULL;
1663                 spin_lock(&inode_hash_lock);
1664                 hlist_for_each_entry(old, head, i_hash) {
1665                         if (old->i_ino != ino)
1666                                 continue;
1667                         if (old->i_sb != sb)
1668                                 continue;
1669                         spin_lock(&old->i_lock);
1670                         if (old->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE)) {
1671                                 spin_unlock(&old->i_lock);
1672                                 continue;
1673                         }
1674                         break;
1675                 }
1676                 if (likely(!old)) {
1677                         spin_lock(&inode->i_lock);
1678                         inode->i_state |= I_NEW | I_CREATING;
1679                         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, head);
1680                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1681                         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1682                         return 0;
1683                 }
1684                 if (unlikely(old->i_state & I_CREATING)) {
1685                         spin_unlock(&old->i_lock);
1686                         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1687                         return -EBUSY;
1688                 }
1689                 __iget(old);
1690                 spin_unlock(&old->i_lock);
1691                 spin_unlock(&inode_hash_lock);
1692                 wait_on_inode(old);
1693                 if (unlikely(!inode_unhashed(old))) {
1694                         iput(old);
1695                         return -EBUSY;
1696                 }
1697                 iput(old);
1698         }
1699 }
1700 EXPORT_SYMBOL(insert_inode_locked);
1701
1702 int insert_inode_locked4(struct inode *inode, unsigned long hashval,
1703                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1704 {
1705         struct inode *old;
1706
1707         inode->i_state |= I_CREATING;
1708         old = inode_insert5(inode, hashval, test, NULL, data);
1709
1710         if (old != inode) {
1711                 iput(old);
1712                 return -EBUSY;
1713         }
1714         return 0;
1715 }
1716 EXPORT_SYMBOL(insert_inode_locked4);
1717
1718
1719 int generic_delete_inode(struct inode *inode)
1720 {
1721         return 1;
1722 }
1723 EXPORT_SYMBOL(generic_delete_inode);
1724
1725 /*
1726  * Called when we're dropping the last reference
1727  * to an inode.
1728  *
1729  * Call the FS "drop_inode()" function, defaulting to
1730  * the legacy UNIX filesystem behaviour.  If it tells
1731  * us to evict inode, do so.  Otherwise, retain inode
1732  * in cache if fs is alive, sync and evict if fs is
1733  * shutting down.
1734  */
1735 static void iput_final(struct inode *inode)
1736 {
1737         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1738         const struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
1739         unsigned long state;
1740         int drop;
1741
1742         WARN_ON(inode->i_state & I_NEW);
1743
1744         if (op->drop_inode)
1745                 drop = op->drop_inode(inode);
1746         else
1747                 drop = generic_drop_inode(inode);
1748
1749         if (!drop &&
1750             !(inode->i_state & I_DONTCACHE) &&
1751             (sb->s_flags & SB_ACTIVE)) {
1752                 __inode_add_lru(inode, true);
1753                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1754                 return;
1755         }
1756
1757         state = inode->i_state;
1758         if (!drop) {
1759                 WRITE_ONCE(inode->i_state, state | I_WILL_FREE);
1760                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1761
1762                 write_inode_now(inode, 1);
1763
1764                 spin_lock(&inode->i_lock);
1765                 state = inode->i_state;
1766                 WARN_ON(state & I_NEW);
1767                 state &= ~I_WILL_FREE;
1768         }
1769
1770         WRITE_ONCE(inode->i_state, state | I_FREEING);
1771         if (!list_empty(&inode->i_lru))
1772                 inode_lru_list_del(inode);
1773         spin_unlock(&inode->i_lock);
1774
1775         evict(inode);
1776 }
1777
1778 /**
1779  *      iput    - put an inode
1780  *      @inode: inode to put
1781  *
1782  *      Puts an inode, dropping its usage count. If the inode use count hits
1783  *      zero, the inode is then freed and may also be destroyed.
1784  *
1785  *      Consequently, iput() can sleep.
1786  */
1787 void iput(struct inode *inode)
1788 {
1789         if (!inode)
1790                 return;
1791         BUG_ON(inode->i_state & I_CLEAR);
1792 retry:
1793         if (atomic_dec_and_lock(&inode->i_count, &inode->i_lock)) {
1794                 if (inode->i_nlink && (inode->i_state & I_DIRTY_TIME)) {
1795                         atomic_inc(&inode->i_count);
1796                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1797                         trace_writeback_lazytime_iput(inode);
1798                         mark_inode_dirty_sync(inode);
1799                         goto retry;
1800                 }
1801                 iput_final(inode);
1802         }
1803 }
1804 EXPORT_SYMBOL(iput);
1805
1806 #ifdef CONFIG_BLOCK
1807 /**
1808  *      bmap    - find a block number in a file
1809  *      @inode:  inode owning the block number being requested
1810  *      @block: pointer containing the block to find
1811  *
1812  *      Replaces the value in ``*block`` with the block number on the device holding
1813  *      corresponding to the requested block number in the file.
1814  *      That is, asked for block 4 of inode 1 the function will replace the
1815  *      4 in ``*block``, with disk block relative to the disk start that holds that
1816  *      block of the file.
1817  *
1818  *      Returns -EINVAL in case of error, 0 otherwise. If mapping falls into a
1819  *      hole, returns 0 and ``*block`` is also set to 0.
1820  */
1821 int bmap(struct inode *inode, sector_t *block)
1822 {
1823         if (!inode->i_mapping->a_ops->bmap)
1824                 return -EINVAL;
1825
1826         *block = inode->i_mapping->a_ops->bmap(inode->i_mapping, *block);
1827         return 0;
1828 }
1829 EXPORT_SYMBOL(bmap);
1830 #endif
1831
1832 /*
1833  * With relative atime, only update atime if the previous atime is
1834  * earlier than or equal to either the ctime or mtime,
1835  * or if at least a day has passed since the last atime update.
1836  */
1837 static int relatime_need_update(struct vfsmount *mnt, struct inode *inode,
1838                              struct timespec64 now)
1839 {
1840         struct timespec64 ctime;
1841
1842         if (!(mnt->mnt_flags & MNT_RELATIME))
1843                 return 1;
1844         /*
1845          * Is mtime younger than or equal to atime? If yes, update atime:
1846          */
1847         if (timespec64_compare(&inode->i_mtime, &inode->i_atime) >= 0)
1848                 return 1;
1849         /*
1850          * Is ctime younger than or equal to atime? If yes, update atime:
1851          */
1852         ctime = inode_get_ctime(inode);
1853         if (timespec64_compare(&ctime, &inode->i_atime) >= 0)
1854                 return 1;
1855
1856         /*
1857          * Is the previous atime value older than a day? If yes,
1858          * update atime:
1859          */
1860         if ((long)(now.tv_sec - inode->i_atime.tv_sec) >= 24*60*60)
1861                 return 1;
1862         /*
1863          * Good, we can skip the atime update:
1864          */
1865         return 0;
1866 }
1867
1868 /**
1869  * inode_update_timestamps - update the timestamps on the inode
1870  * @inode: inode to be updated
1871  * @flags: S_* flags that needed to be updated
1872  *
1873  * The update_time function is called when an inode's timestamps need to be
1874  * updated for a read or write operation. This function handles updating the
1875  * actual timestamps. It's up to the caller to ensure that the inode is marked
1876  * dirty appropriately.
1877  *
1878  * In the case where any of S_MTIME, S_CTIME, or S_VERSION need to be updated,
1879  * attempt to update all three of them. S_ATIME updates can be handled
1880  * independently of the rest.
1881  *
1882  * Returns a set of S_* flags indicating which values changed.
1883  */
1884 int inode_update_timestamps(struct inode *inode, int flags)
1885 {
1886         int updated = 0;
1887         struct timespec64 now;
1888
1889         if (flags & (S_MTIME|S_CTIME|S_VERSION)) {
1890                 struct timespec64 ctime = inode_get_ctime(inode);
1891
1892                 now = inode_set_ctime_current(inode);
1893                 if (!timespec64_equal(&now, &ctime))
1894                         updated |= S_CTIME;
1895                 if (!timespec64_equal(&now, &inode->i_mtime)) {
1896                         inode->i_mtime = now;
1897                         updated |= S_MTIME;
1898                 }
1899                 if (IS_I_VERSION(inode) && inode_maybe_inc_iversion(inode, updated))
1900                         updated |= S_VERSION;
1901         } else {
1902                 now = current_time(inode);
1903         }
1904
1905         if (flags & S_ATIME) {
1906                 if (!timespec64_equal(&now, &inode->i_atime)) {
1907                         inode->i_atime = now;
1908                         updated |= S_ATIME;
1909                 }
1910         }
1911         return updated;
1912 }
1913 EXPORT_SYMBOL(inode_update_timestamps);
1914
1915 /**
1916  * generic_update_time - update the timestamps on the inode
1917  * @inode: inode to be updated
1918  * @flags: S_* flags that needed to be updated
1919  *
1920  * The update_time function is called when an inode's timestamps need to be
1921  * updated for a read or write operation. In the case where any of S_MTIME, S_CTIME,
1922  * or S_VERSION need to be updated we attempt to update all three of them. S_ATIME
1923  * updates can be handled done independently of the rest.
1924  *
1925  * Returns a S_* mask indicating which fields were updated.
1926  */
1927 int generic_update_time(struct inode *inode, int flags)
1928 {
1929         int updated = inode_update_timestamps(inode, flags);
1930         int dirty_flags = 0;
1931
1932         if (updated & (S_ATIME|S_MTIME|S_CTIME))
1933                 dirty_flags = inode->i_sb->s_flags & SB_LAZYTIME ? I_DIRTY_TIME : I_DIRTY_SYNC;
1934         if (updated & S_VERSION)
1935                 dirty_flags |= I_DIRTY_SYNC;
1936         __mark_inode_dirty(inode, dirty_flags);
1937         return updated;
1938 }
1939 EXPORT_SYMBOL(generic_update_time);
1940
1941 /*
1942  * This does the actual work of updating an inodes time or version.  Must have
1943  * had called mnt_want_write() before calling this.
1944  */
1945 int inode_update_time(struct inode *inode, int flags)
1946 {
1947         if (inode->i_op->update_time)
1948                 return inode->i_op->update_time(inode, flags);
1949         generic_update_time(inode, flags);
1950         return 0;
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL(inode_update_time);
1953
1954 /**
1955  *      atime_needs_update      -       update the access time
1956  *      @path: the &struct path to update
1957  *      @inode: inode to update
1958  *
1959  *      Update the accessed time on an inode and mark it for writeback.
1960  *      This function automatically handles read only file systems and media,
1961  *      as well as the "noatime" flag and inode specific "noatime" markers.
1962  */
1963 bool atime_needs_update(const struct path *path, struct inode *inode)
1964 {
1965         struct vfsmount *mnt = path->mnt;
1966         struct timespec64 now;
1967
1968         if (inode->i_flags & S_NOATIME)
1969                 return false;
1970
1971         /* Atime updates will likely cause i_uid and i_gid to be written
1972          * back improprely if their true value is unknown to the vfs.
1973          */
1974         if (HAS_UNMAPPED_ID(mnt_idmap(mnt), inode))
1975                 return false;
1976
1977         if (IS_NOATIME(inode))
1978                 return false;
1979         if ((inode->i_sb->s_flags & SB_NODIRATIME) && S_ISDIR(inode->i_mode))
1980                 return false;
1981
1982         if (mnt->mnt_flags & MNT_NOATIME)
1983                 return false;
1984         if ((mnt->mnt_flags & MNT_NODIRATIME) && S_ISDIR(inode->i_mode))
1985                 return false;
1986
1987         now = current_time(inode);
1988
1989         if (!relatime_need_update(mnt, inode, now))
1990                 return false;
1991
1992         if (timespec64_equal(&inode->i_atime, &now))
1993                 return false;
1994
1995         return true;
1996 }
1997
1998 void touch_atime(const struct path *path)
1999 {
2000         struct vfsmount *mnt = path->mnt;
2001         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
2002
2003         if (!atime_needs_update(path, inode))
2004                 return;
2005
2006         if (!sb_start_write_trylock(inode->i_sb))
2007                 return;
2008
2009         if (__mnt_want_write(mnt) != 0)
2010                 goto skip_update;
2011         /*
2012          * File systems can error out when updating inodes if they need to
2013          * allocate new space to modify an inode (such is the case for
2014          * Btrfs), but since we touch atime while walking down the path we
2015          * really don't care if we failed to update the atime of the file,
2016          * so just ignore the return value.
2017          * We may also fail on filesystems that have the ability to make parts
2018          * of the fs read only, e.g. subvolumes in Btrfs.
2019          */
2020         inode_update_time(inode, S_ATIME);
2021         __mnt_drop_write(mnt);
2022 skip_update:
2023         sb_end_write(inode->i_sb);
2024 }
2025 EXPORT_SYMBOL(touch_atime);
2026
2027 /*
2028  * Return mask of changes for notify_change() that need to be done as a
2029  * response to write or truncate. Return 0 if nothing has to be changed.
2030  * Negative value on error (change should be denied).
2031  */
2032 int dentry_needs_remove_privs(struct mnt_idmap *idmap,
2033                               struct dentry *dentry)
2034 {
2035         struct inode *inode = d_inode(dentry);
2036         int mask = 0;
2037         int ret;
2038
2039         if (IS_NOSEC(inode))
2040                 return 0;
2041
2042         mask = setattr_should_drop_suidgid(idmap, inode);
2043         ret = security_inode_need_killpriv(dentry);
2044         if (ret < 0)
2045                 return ret;
2046         if (ret)
2047                 mask |= ATTR_KILL_PRIV;
2048         return mask;
2049 }
2050
2051 static int __remove_privs(struct mnt_idmap *idmap,
2052                           struct dentry *dentry, int kill)
2053 {
2054         struct iattr newattrs;
2055
2056         newattrs.ia_valid = ATTR_FORCE | kill;
2057         /*
2058          * Note we call this on write, so notify_change will not
2059          * encounter any conflicting delegations:
2060          */
2061         return notify_change(idmap, dentry, &newattrs, NULL);
2062 }
2063
2064 static int __file_remove_privs(struct file *file, unsigned int flags)
2065 {
2066         struct dentry *dentry = file_dentry(file);
2067         struct inode *inode = file_inode(file);
2068         int error = 0;
2069         int kill;
2070
2071         if (IS_NOSEC(inode) || !S_ISREG(inode->i_mode))
2072                 return 0;
2073
2074         kill = dentry_needs_remove_privs(file_mnt_idmap(file), dentry);
2075         if (kill < 0)
2076                 return kill;
2077
2078         if (kill) {
2079                 if (flags & IOCB_NOWAIT)
2080                         return -EAGAIN;
2081
2082                 error = __remove_privs(file_mnt_idmap(file), dentry, kill);
2083         }
2084
2085         if (!error)
2086                 inode_has_no_xattr(inode);
2087         return error;
2088 }
2089
2090 /**
2091  * file_remove_privs - remove special file privileges (suid, capabilities)
2092  * @file: file to remove privileges from
2093  *
2094  * When file is modified by a write or truncation ensure that special
2095  * file privileges are removed.
2096  *
2097  * Return: 0 on success, negative errno on failure.
2098  */
2099 int file_remove_privs(struct file *file)
2100 {
2101         return __file_remove_privs(file, 0);
2102 }
2103 EXPORT_SYMBOL(file_remove_privs);
2104
2105 static int inode_needs_update_time(struct inode *inode)
2106 {
2107         int sync_it = 0;
2108         struct timespec64 now = current_time(inode);
2109         struct timespec64 ctime;
2110
2111         /* First try to exhaust all avenues to not sync */
2112         if (IS_NOCMTIME(inode))
2113                 return 0;
2114
2115         if (!timespec64_equal(&inode->i_mtime, &now))
2116                 sync_it = S_MTIME;
2117
2118         ctime = inode_get_ctime(inode);
2119         if (!timespec64_equal(&ctime, &now))
2120                 sync_it |= S_CTIME;
2121
2122         if (IS_I_VERSION(inode) && inode_iversion_need_inc(inode))
2123                 sync_it |= S_VERSION;
2124
2125         return sync_it;
2126 }
2127
2128 static int __file_update_time(struct file *file, int sync_mode)
2129 {
2130         int ret = 0;
2131         struct inode *inode = file_inode(file);
2132
2133         /* try to update time settings */
2134         if (!__mnt_want_write_file(file)) {
2135                 ret = inode_update_time(inode, sync_mode);
2136                 __mnt_drop_write_file(file);
2137         }
2138
2139         return ret;
2140 }
2141
2142 /**
2143  * file_update_time - update mtime and ctime time
2144  * @file: file accessed
2145  *
2146  * Update the mtime and ctime members of an inode and mark the inode for
2147  * writeback. Note that this function is meant exclusively for usage in
2148  * the file write path of filesystems, and filesystems may choose to
2149  * explicitly ignore updates via this function with the _NOCMTIME inode
2150  * flag, e.g. for network filesystem where these imestamps are handled
2151  * by the server. This can return an error for file systems who need to
2152  * allocate space in order to update an inode.
2153  *
2154  * Return: 0 on success, negative errno on failure.
2155  */
2156 int file_update_time(struct file *file)
2157 {
2158         int ret;
2159         struct inode *inode = file_inode(file);
2160
2161         ret = inode_needs_update_time(inode);
2162         if (ret <= 0)
2163                 return ret;
2164
2165         return __file_update_time(file, ret);
2166 }
2167 EXPORT_SYMBOL(file_update_time);
2168
2169 /**
2170  * file_modified_flags - handle mandated vfs changes when modifying a file
2171  * @file: file that was modified
2172  * @flags: kiocb flags
2173  *
2174  * When file has been modified ensure that special
2175  * file privileges are removed and time settings are updated.
2176  *
2177  * If IOCB_NOWAIT is set, special file privileges will not be removed and
2178  * time settings will not be updated. It will return -EAGAIN.
2179  *
2180  * Context: Caller must hold the file's inode lock.
2181  *
2182  * Return: 0 on success, negative errno on failure.
2183  */
2184 static int file_modified_flags(struct file *file, int flags)
2185 {
2186         int ret;
2187         struct inode *inode = file_inode(file);
2188
2189         /*
2190          * Clear the security bits if the process is not being run by root.
2191          * This keeps people from modifying setuid and setgid binaries.
2192          */
2193         ret = __file_remove_privs(file, flags);
2194         if (ret)
2195                 return ret;
2196
2197         if (unlikely(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))
2198                 return 0;
2199
2200         ret = inode_needs_update_time(inode);
2201         if (ret <= 0)
2202                 return ret;
2203         if (flags & IOCB_NOWAIT)
2204                 return -EAGAIN;
2205
2206         return __file_update_time(file, ret);
2207 }
2208
2209 /**
2210  * file_modified - handle mandated vfs changes when modifying a file
2211  * @file: file that was modified
2212  *
2213  * When file has been modified ensure that special
2214  * file privileges are removed and time settings are updated.
2215  *
2216  * Context: Caller must hold the file's inode lock.
2217  *
2218  * Return: 0 on success, negative errno on failure.
2219  */
2220 int file_modified(struct file *file)
2221 {
2222         return file_modified_flags(file, 0);
2223 }
2224 EXPORT_SYMBOL(file_modified);
2225
2226 /**
2227  * kiocb_modified - handle mandated vfs changes when modifying a file
2228  * @iocb: iocb that was modified
2229  *
2230  * When file has been modified ensure that special
2231  * file privileges are removed and time settings are updated.
2232  *
2233  * Context: Caller must hold the file's inode lock.
2234  *
2235  * Return: 0 on success, negative errno on failure.
2236  */
2237 int kiocb_modified(struct kiocb *iocb)
2238 {
2239         return file_modified_flags(iocb->ki_filp, iocb->ki_flags);
2240 }
2241 EXPORT_SYMBOL_GPL(kiocb_modified);
2242
2243 int inode_needs_sync(struct inode *inode)
2244 {
2245         if (IS_SYNC(inode))
2246                 return 1;
2247         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && IS_DIRSYNC(inode))
2248                 return 1;
2249         return 0;
2250 }
2251 EXPORT_SYMBOL(inode_needs_sync);
2252
2253 /*
2254  * If we try to find an inode in the inode hash while it is being
2255  * deleted, we have to wait until the filesystem completes its
2256  * deletion before reporting that it isn't found.  This function waits
2257  * until the deletion _might_ have completed.  Callers are responsible
2258  * to recheck inode state.
2259  *
2260  * It doesn't matter if I_NEW is not set initially, a call to
2261  * wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW) after removing from the hash list
2262  * will DTRT.
2263  */
2264 static void __wait_on_freeing_inode(struct inode *inode)
2265 {
2266         wait_queue_head_t *wq;
2267         DEFINE_WAIT_BIT(wait, &inode->i_state, __I_NEW);
2268         wq = bit_waitqueue(&inode->i_state, __I_NEW);
2269         prepare_to_wait(wq, &wait.wq_entry, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2270         spin_unlock(&inode->i_lock);
2271         spin_unlock(&inode_hash_lock);
2272         schedule();
2273         finish_wait(wq, &wait.wq_entry);
2274         spin_lock(&inode_hash_lock);
2275 }
2276
2277 static __initdata unsigned long ihash_entries;
2278 static int __init set_ihash_entries(char *str)
2279 {
2280         if (!str)
2281                 return 0;
2282         ihash_entries = simple_strtoul(str, &str, 0);
2283         return 1;
2284 }
2285 __setup("ihash_entries=", set_ihash_entries);
2286
2287 /*
2288  * Initialize the waitqueues and inode hash table.
2289  */
2290 void __init inode_init_early(void)
2291 {
2292         /* If hashes are distributed across NUMA nodes, defer
2293          * hash allocation until vmalloc space is available.
2294          */
2295         if (hashdist)
2296                 return;
2297
2298         inode_hashtable =
2299                 alloc_large_system_hash("Inode-cache",
2300                                         sizeof(struct hlist_head),
2301                                         ihash_entries,
2302                                         14,
2303                                         HASH_EARLY | HASH_ZERO,
2304                                         &i_hash_shift,
2305                                         &i_hash_mask,
2306                                         0,
2307                                         0);
2308 }
2309
2310 void __init inode_init(void)
2311 {
2312         /* inode slab cache */
2313         inode_cachep = kmem_cache_create("inode_cache",
2314                                          sizeof(struct inode),
2315                                          0,
2316                                          (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|SLAB_PANIC|
2317                                          SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT),
2318                                          init_once);
2319
2320         /* Hash may have been set up in inode_init_early */
2321         if (!hashdist)
2322                 return;
2323
2324         inode_hashtable =
2325                 alloc_large_system_hash("Inode-cache",
2326                                         sizeof(struct hlist_head),
2327                                         ihash_entries,
2328                                         14,
2329                                         HASH_ZERO,
2330                                         &i_hash_shift,
2331                                         &i_hash_mask,
2332                                         0,
2333                                         0);
2334 }
2335
2336 void init_special_inode(struct inode *inode, umode_t mode, dev_t rdev)
2337 {
2338         inode->i_mode = mode;
2339         if (S_ISCHR(mode)) {
2340                 inode->i_fop = &def_chr_fops;
2341                 inode->i_rdev = rdev;
2342         } else if (S_ISBLK(mode)) {
2343                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK))
2344                         inode->i_fop = &def_blk_fops;
2345                 inode->i_rdev = rdev;
2346         } else if (S_ISFIFO(mode))
2347                 inode->i_fop = &pipefifo_fops;
2348         else if (S_ISSOCK(mode))
2349                 ;       /* leave it no_open_fops */
2350         else
2351                 printk(KERN_DEBUG "init_special_inode: bogus i_mode (%o) for"
2352                                   " inode %s:%lu\n", mode, inode->i_sb->s_id,
2353                                   inode->i_ino);
2354 }
2355 EXPORT_SYMBOL(init_special_inode);
2356
2357 /**
2358  * inode_init_owner - Init uid,gid,mode for new inode according to posix standards
2359  * @idmap: idmap of the mount the inode was created from
2360  * @inode: New inode
2361  * @dir: Directory inode
2362  * @mode: mode of the new inode
2363  *
2364  * If the inode has been created through an idmapped mount the idmap of
2365  * the vfsmount must be passed through @idmap. This function will then take
2366  * care to map the inode according to @idmap before checking permissions
2367  * and initializing i_uid and i_gid. On non-idmapped mounts or if permission
2368  * checking is to be performed on the raw inode simply pass @nop_mnt_idmap.
2369  */
2370 void inode_init_owner(struct mnt_idmap *idmap, struct inode *inode,
2371                       const struct inode *dir, umode_t mode)
2372 {
2373         inode_fsuid_set(inode, idmap);
2374         if (dir && dir->i_mode & S_ISGID) {
2375                 inode->i_gid = dir->i_gid;
2376
2377                 /* Directories are special, and always inherit S_ISGID */
2378                 if (S_ISDIR(mode))
2379                         mode |= S_ISGID;
2380         } else
2381                 inode_fsgid_set(inode, idmap);
2382         inode->i_mode = mode;
2383 }
2384 EXPORT_SYMBOL(inode_init_owner);
2385
2386 /**
2387  * inode_owner_or_capable - check current task permissions to inode
2388  * @idmap: idmap of the mount the inode was found from
2389  * @inode: inode being checked
2390  *
2391  * Return true if current either has CAP_FOWNER in a namespace with the
2392  * inode owner uid mapped, or owns the file.
2393  *
2394  * If the inode has been found through an idmapped mount the idmap of
2395  * the vfsmount must be passed through @idmap. This function will then take
2396  * care to map the inode according to @idmap before checking permissions.
2397  * On non-idmapped mounts or if permission checking is to be performed on the
2398  * raw inode simply passs @nop_mnt_idmap.
2399  */
2400 bool inode_owner_or_capable(struct mnt_idmap *idmap,
2401                             const struct inode *inode)
2402 {
2403         vfsuid_t vfsuid;
2404         struct user_namespace *ns;
2405
2406         vfsuid = i_uid_into_vfsuid(idmap, inode);
2407         if (vfsuid_eq_kuid(vfsuid, current_fsuid()))
2408                 return true;
2409
2410         ns = current_user_ns();
2411         if (vfsuid_has_mapping(ns, vfsuid) && ns_capable(ns, CAP_FOWNER))
2412                 return true;
2413         return false;
2414 }
2415 EXPORT_SYMBOL(inode_owner_or_capable);
2416
2417 /*
2418  * Direct i/o helper functions
2419  */
2420 static void __inode_dio_wait(struct inode *inode)
2421 {
2422         wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&inode->i_state, __I_DIO_WAKEUP);
2423         DEFINE_WAIT_BIT(q, &inode->i_state, __I_DIO_WAKEUP);
2424
2425         do {
2426                 prepare_to_wait(wq, &q.wq_entry, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2427                 if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
2428                         schedule();
2429         } while (atomic_read(&inode->i_dio_count));
2430         finish_wait(wq, &q.wq_entry);
2431 }
2432
2433 /**
2434  * inode_dio_wait - wait for outstanding DIO requests to finish
2435  * @inode: inode to wait for
2436  *
2437  * Waits for all pending direct I/O requests to finish so that we can
2438  * proceed with a truncate or equivalent operation.
2439  *
2440  * Must be called under a lock that serializes taking new references
2441  * to i_dio_count, usually by inode->i_mutex.
2442  */
2443 void inode_dio_wait(struct inode *inode)
2444 {
2445         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
2446                 __inode_dio_wait(inode);
2447 }
2448 EXPORT_SYMBOL(inode_dio_wait);
2449
2450 /*
2451  * inode_set_flags - atomically set some inode flags
2452  *
2453  * Note: the caller should be holding i_mutex, or else be sure that
2454  * they have exclusive access to the inode structure (i.e., while the
2455  * inode is being instantiated).  The reason for the cmpxchg() loop
2456  * --- which wouldn't be necessary if all code paths which modify
2457  * i_flags actually followed this rule, is that there is at least one
2458  * code path which doesn't today so we use cmpxchg() out of an abundance
2459  * of caution.
2460  *
2461  * In the long run, i_mutex is overkill, and we should probably look
2462  * at using the i_lock spinlock to protect i_flags, and then make sure
2463  * it is so documented in include/linux/fs.h and that all code follows
2464  * the locking convention!!
2465  */
2466 void inode_set_flags(struct inode *inode, unsigned int flags,
2467                      unsigned int mask)
2468 {
2469         WARN_ON_ONCE(flags & ~mask);
2470         set_mask_bits(&inode->i_flags, mask, flags);
2471 }
2472 EXPORT_SYMBOL(inode_set_flags);
2473
2474 void inode_nohighmem(struct inode *inode)
2475 {
2476         mapping_set_gfp_mask(inode->i_mapping, GFP_USER);
2477 }
2478 EXPORT_SYMBOL(inode_nohighmem);
2479
2480 /**
2481  * timestamp_truncate - Truncate timespec to a granularity
2482  * @t: Timespec
2483  * @inode: inode being updated
2484  *
2485  * Truncate a timespec to the granularity supported by the fs
2486  * containing the inode. Always rounds down. gran must
2487  * not be 0 nor greater than a second (NSEC_PER_SEC, or 10^9 ns).
2488  */
2489 struct timespec64 timestamp_truncate(struct timespec64 t, struct inode *inode)
2490 {
2491         struct super_block *sb = inode->i_sb;
2492         unsigned int gran = sb->s_time_gran;
2493
2494         t.tv_sec = clamp(t.tv_sec, sb->s_time_min, sb->s_time_max);
2495         if (unlikely(t.tv_sec == sb->s_time_max || t.tv_sec == sb->s_time_min))
2496                 t.tv_nsec = 0;
2497
2498         /* Avoid division in the common cases 1 ns and 1 s. */
2499         if (gran == 1)
2500                 ; /* nothing */
2501         else if (gran == NSEC_PER_SEC)
2502                 t.tv_nsec = 0;
2503         else if (gran > 1 && gran < NSEC_PER_SEC)
2504                 t.tv_nsec -= t.tv_nsec % gran;
2505         else
2506                 WARN(1, "invalid file time granularity: %u", gran);
2507         return t;
2508 }
2509 EXPORT_SYMBOL(timestamp_truncate);
2510
2511 /**
2512  * current_time - Return FS time
2513  * @inode: inode.
2514  *
2515  * Return the current time truncated to the time granularity supported by
2516  * the fs.
2517  *
2518  * Note that inode and inode->sb cannot be NULL.
2519  * Otherwise, the function warns and returns time without truncation.
2520  */
2521 struct timespec64 current_time(struct inode *inode)
2522 {
2523         struct timespec64 now;
2524
2525         ktime_get_coarse_real_ts64(&now);
2526         return timestamp_truncate(now, inode);
2527 }
2528 EXPORT_SYMBOL(current_time);
2529
2530 /**
2531  * inode_set_ctime_current - set the ctime to current_time
2532  * @inode: inode
2533  *
2534  * Set the inode->i_ctime to the current value for the inode. Returns
2535  * the current value that was assigned to i_ctime.
2536  */
2537 struct timespec64 inode_set_ctime_current(struct inode *inode)
2538 {
2539         struct timespec64 now = current_time(inode);
2540
2541         inode_set_ctime(inode, now.tv_sec, now.tv_nsec);
2542         return now;
2543 }
2544 EXPORT_SYMBOL(inode_set_ctime_current);
2545
2546 /**
2547  * in_group_or_capable - check whether caller is CAP_FSETID privileged
2548  * @idmap:      idmap of the mount @inode was found from
2549  * @inode:      inode to check
2550  * @vfsgid:     the new/current vfsgid of @inode
2551  *
2552  * Check wether @vfsgid is in the caller's group list or if the caller is
2553  * privileged with CAP_FSETID over @inode. This can be used to determine
2554  * whether the setgid bit can be kept or must be dropped.
2555  *
2556  * Return: true if the caller is sufficiently privileged, false if not.
2557  */
2558 bool in_group_or_capable(struct mnt_idmap *idmap,
2559                          const struct inode *inode, vfsgid_t vfsgid)
2560 {
2561         if (vfsgid_in_group_p(vfsgid))
2562                 return true;
2563         if (capable_wrt_inode_uidgid(idmap, inode, CAP_FSETID))
2564                 return true;
2565         return false;
2566 }
2567
2568 /**
2569  * mode_strip_sgid - handle the sgid bit for non-directories
2570  * @idmap: idmap of the mount the inode was created from
2571  * @dir: parent directory inode
2572  * @mode: mode of the file to be created in @dir
2573  *
2574  * If the @mode of the new file has both the S_ISGID and S_IXGRP bit
2575  * raised and @dir has the S_ISGID bit raised ensure that the caller is
2576  * either in the group of the parent directory or they have CAP_FSETID
2577  * in their user namespace and are privileged over the parent directory.
2578  * In all other cases, strip the S_ISGID bit from @mode.
2579  *
2580  * Return: the new mode to use for the file
2581  */
2582 umode_t mode_strip_sgid(struct mnt_idmap *idmap,
2583                         const struct inode *dir, umode_t mode)
2584 {
2585         if ((mode & (S_ISGID | S_IXGRP)) != (S_ISGID | S_IXGRP))
2586                 return mode;
2587         if (S_ISDIR(mode) || !dir || !(dir->i_mode & S_ISGID))
2588                 return mode;
2589         if (in_group_or_capable(idmap, dir, i_gid_into_vfsgid(idmap, dir)))
2590                 return mode;
2591         return mode & ~S_ISGID;
2592 }
2593 EXPORT_SYMBOL(mode_strip_sgid);