super: use higher-level helper for {freeze,thaw}
[platform/kernel/linux-rpi.git] / fs / super.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  linux/fs/super.c
4  *
5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
6  *
7  *  super.c contains code to handle: - mount structures
8  *                                   - super-block tables
9  *                                   - filesystem drivers list
10  *                                   - mount system call
11  *                                   - umount system call
12  *                                   - ustat system call
13  *
14  * GK 2/5/95  -  Changed to support mounting the root fs via NFS
15  *
16  *  Added kerneld support: Jacques Gelinas and Bjorn Ekwall
17  *  Added change_root: Werner Almesberger & Hans Lermen, Feb '96
18  *  Added options to /proc/mounts:
19  *    Torbjörn Lindh (torbjorn.lindh@gopta.se), April 14, 1996.
20  *  Added devfs support: Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au>, 13-JAN-1998
21  *  Heavily rewritten for 'one fs - one tree' dcache architecture. AV, Mar 2000
22  */
23
24 #include <linux/export.h>
25 #include <linux/slab.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/security.h>
29 #include <linux/writeback.h>            /* for the emergency remount stuff */
30 #include <linux/idr.h>
31 #include <linux/mutex.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rculist_bl.h>
34 #include <linux/fscrypt.h>
35 #include <linux/fsnotify.h>
36 #include <linux/lockdep.h>
37 #include <linux/user_namespace.h>
38 #include <linux/fs_context.h>
39 #include <uapi/linux/mount.h>
40 #include "internal.h"
41
42 static int thaw_super_locked(struct super_block *sb);
43
44 static LIST_HEAD(super_blocks);
45 static DEFINE_SPINLOCK(sb_lock);
46
47 static char *sb_writers_name[SB_FREEZE_LEVELS] = {
48         "sb_writers",
49         "sb_pagefaults",
50         "sb_internal",
51 };
52
53 static inline void __super_lock(struct super_block *sb, bool excl)
54 {
55         if (excl)
56                 down_write(&sb->s_umount);
57         else
58                 down_read(&sb->s_umount);
59 }
60
61 static inline void super_unlock(struct super_block *sb, bool excl)
62 {
63         if (excl)
64                 up_write(&sb->s_umount);
65         else
66                 up_read(&sb->s_umount);
67 }
68
69 static inline void __super_lock_excl(struct super_block *sb)
70 {
71         __super_lock(sb, true);
72 }
73
74 static inline void super_unlock_excl(struct super_block *sb)
75 {
76         super_unlock(sb, true);
77 }
78
79 static inline void super_unlock_shared(struct super_block *sb)
80 {
81         super_unlock(sb, false);
82 }
83
84 static inline bool wait_born(struct super_block *sb)
85 {
86         unsigned int flags;
87
88         /*
89          * Pairs with smp_store_release() in super_wake() and ensures
90          * that we see SB_BORN or SB_DYING after we're woken.
91          */
92         flags = smp_load_acquire(&sb->s_flags);
93         return flags & (SB_BORN | SB_DYING);
94 }
95
96 /**
97  * super_lock - wait for superblock to become ready and lock it
98  * @sb: superblock to wait for
99  * @excl: whether exclusive access is required
100  *
101  * If the superblock has neither passed through vfs_get_tree() or
102  * generic_shutdown_super() yet wait for it to happen. Either superblock
103  * creation will succeed and SB_BORN is set by vfs_get_tree() or we're
104  * woken and we'll see SB_DYING.
105  *
106  * The caller must have acquired a temporary reference on @sb->s_count.
107  *
108  * Return: This returns true if SB_BORN was set, false if SB_DYING was
109  *         set. The function acquires s_umount and returns with it held.
110  */
111 static __must_check bool super_lock(struct super_block *sb, bool excl)
112 {
113
114         lockdep_assert_not_held(&sb->s_umount);
115
116 relock:
117         __super_lock(sb, excl);
118
119         /*
120          * Has gone through generic_shutdown_super() in the meantime.
121          * @sb->s_root is NULL and @sb->s_active is 0. No one needs to
122          * grab a reference to this. Tell them so.
123          */
124         if (sb->s_flags & SB_DYING)
125                 return false;
126
127         /* Has called ->get_tree() successfully. */
128         if (sb->s_flags & SB_BORN)
129                 return true;
130
131         super_unlock(sb, excl);
132
133         /* wait until the superblock is ready or dying */
134         wait_var_event(&sb->s_flags, wait_born(sb));
135
136         /*
137          * Neither SB_BORN nor SB_DYING are ever unset so we never loop.
138          * Just reacquire @sb->s_umount for the caller.
139          */
140         goto relock;
141 }
142
143 /* wait and acquire read-side of @sb->s_umount */
144 static inline bool super_lock_shared(struct super_block *sb)
145 {
146         return super_lock(sb, false);
147 }
148
149 /* wait and acquire write-side of @sb->s_umount */
150 static inline bool super_lock_excl(struct super_block *sb)
151 {
152         return super_lock(sb, true);
153 }
154
155 /* wake waiters */
156 #define SUPER_WAKE_FLAGS (SB_BORN | SB_DYING | SB_DEAD)
157 static void super_wake(struct super_block *sb, unsigned int flag)
158 {
159         WARN_ON_ONCE((flag & ~SUPER_WAKE_FLAGS));
160         WARN_ON_ONCE(hweight32(flag & SUPER_WAKE_FLAGS) > 1);
161
162         /*
163          * Pairs with smp_load_acquire() in super_lock() to make sure
164          * all initializations in the superblock are seen by the user
165          * seeing SB_BORN sent.
166          */
167         smp_store_release(&sb->s_flags, sb->s_flags | flag);
168         /*
169          * Pairs with the barrier in prepare_to_wait_event() to make sure
170          * ___wait_var_event() either sees SB_BORN set or
171          * waitqueue_active() check in wake_up_var() sees the waiter.
172          */
173         smp_mb();
174         wake_up_var(&sb->s_flags);
175 }
176
177 /*
178  * One thing we have to be careful of with a per-sb shrinker is that we don't
179  * drop the last active reference to the superblock from within the shrinker.
180  * If that happens we could trigger unregistering the shrinker from within the
181  * shrinker path and that leads to deadlock on the shrinker_rwsem. Hence we
182  * take a passive reference to the superblock to avoid this from occurring.
183  */
184 static unsigned long super_cache_scan(struct shrinker *shrink,
185                                       struct shrink_control *sc)
186 {
187         struct super_block *sb;
188         long    fs_objects = 0;
189         long    total_objects;
190         long    freed = 0;
191         long    dentries;
192         long    inodes;
193
194         sb = container_of(shrink, struct super_block, s_shrink);
195
196         /*
197          * Deadlock avoidance.  We may hold various FS locks, and we don't want
198          * to recurse into the FS that called us in clear_inode() and friends..
199          */
200         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_FS))
201                 return SHRINK_STOP;
202
203         if (!super_trylock_shared(sb))
204                 return SHRINK_STOP;
205
206         if (sb->s_op->nr_cached_objects)
207                 fs_objects = sb->s_op->nr_cached_objects(sb, sc);
208
209         inodes = list_lru_shrink_count(&sb->s_inode_lru, sc);
210         dentries = list_lru_shrink_count(&sb->s_dentry_lru, sc);
211         total_objects = dentries + inodes + fs_objects + 1;
212         if (!total_objects)
213                 total_objects = 1;
214
215         /* proportion the scan between the caches */
216         dentries = mult_frac(sc->nr_to_scan, dentries, total_objects);
217         inodes = mult_frac(sc->nr_to_scan, inodes, total_objects);
218         fs_objects = mult_frac(sc->nr_to_scan, fs_objects, total_objects);
219
220         /*
221          * prune the dcache first as the icache is pinned by it, then
222          * prune the icache, followed by the filesystem specific caches
223          *
224          * Ensure that we always scan at least one object - memcg kmem
225          * accounting uses this to fully empty the caches.
226          */
227         sc->nr_to_scan = dentries + 1;
228         freed = prune_dcache_sb(sb, sc);
229         sc->nr_to_scan = inodes + 1;
230         freed += prune_icache_sb(sb, sc);
231
232         if (fs_objects) {
233                 sc->nr_to_scan = fs_objects + 1;
234                 freed += sb->s_op->free_cached_objects(sb, sc);
235         }
236
237         super_unlock_shared(sb);
238         return freed;
239 }
240
241 static unsigned long super_cache_count(struct shrinker *shrink,
242                                        struct shrink_control *sc)
243 {
244         struct super_block *sb;
245         long    total_objects = 0;
246
247         sb = container_of(shrink, struct super_block, s_shrink);
248
249         /*
250          * We don't call super_trylock_shared() here as it is a scalability
251          * bottleneck, so we're exposed to partial setup state. The shrinker
252          * rwsem does not protect filesystem operations backing
253          * list_lru_shrink_count() or s_op->nr_cached_objects(). Counts can
254          * change between super_cache_count and super_cache_scan, so we really
255          * don't need locks here.
256          *
257          * However, if we are currently mounting the superblock, the underlying
258          * filesystem might be in a state of partial construction and hence it
259          * is dangerous to access it.  super_trylock_shared() uses a SB_BORN check
260          * to avoid this situation, so do the same here. The memory barrier is
261          * matched with the one in mount_fs() as we don't hold locks here.
262          */
263         if (!(sb->s_flags & SB_BORN))
264                 return 0;
265         smp_rmb();
266
267         if (sb->s_op && sb->s_op->nr_cached_objects)
268                 total_objects = sb->s_op->nr_cached_objects(sb, sc);
269
270         total_objects += list_lru_shrink_count(&sb->s_dentry_lru, sc);
271         total_objects += list_lru_shrink_count(&sb->s_inode_lru, sc);
272
273         if (!total_objects)
274                 return SHRINK_EMPTY;
275
276         total_objects = vfs_pressure_ratio(total_objects);
277         return total_objects;
278 }
279
280 static void destroy_super_work(struct work_struct *work)
281 {
282         struct super_block *s = container_of(work, struct super_block,
283                                                         destroy_work);
284         int i;
285
286         for (i = 0; i < SB_FREEZE_LEVELS; i++)
287                 percpu_free_rwsem(&s->s_writers.rw_sem[i]);
288         kfree(s);
289 }
290
291 static void destroy_super_rcu(struct rcu_head *head)
292 {
293         struct super_block *s = container_of(head, struct super_block, rcu);
294         INIT_WORK(&s->destroy_work, destroy_super_work);
295         schedule_work(&s->destroy_work);
296 }
297
298 /* Free a superblock that has never been seen by anyone */
299 static void destroy_unused_super(struct super_block *s)
300 {
301         if (!s)
302                 return;
303         super_unlock_excl(s);
304         list_lru_destroy(&s->s_dentry_lru);
305         list_lru_destroy(&s->s_inode_lru);
306         security_sb_free(s);
307         put_user_ns(s->s_user_ns);
308         kfree(s->s_subtype);
309         free_prealloced_shrinker(&s->s_shrink);
310         /* no delays needed */
311         destroy_super_work(&s->destroy_work);
312 }
313
314 /**
315  *      alloc_super     -       create new superblock
316  *      @type:  filesystem type superblock should belong to
317  *      @flags: the mount flags
318  *      @user_ns: User namespace for the super_block
319  *
320  *      Allocates and initializes a new &struct super_block.  alloc_super()
321  *      returns a pointer new superblock or %NULL if allocation had failed.
322  */
323 static struct super_block *alloc_super(struct file_system_type *type, int flags,
324                                        struct user_namespace *user_ns)
325 {
326         struct super_block *s = kzalloc(sizeof(struct super_block),  GFP_USER);
327         static const struct super_operations default_op;
328         int i;
329
330         if (!s)
331                 return NULL;
332
333         INIT_LIST_HEAD(&s->s_mounts);
334         s->s_user_ns = get_user_ns(user_ns);
335         init_rwsem(&s->s_umount);
336         lockdep_set_class(&s->s_umount, &type->s_umount_key);
337         /*
338          * sget() can have s_umount recursion.
339          *
340          * When it cannot find a suitable sb, it allocates a new
341          * one (this one), and tries again to find a suitable old
342          * one.
343          *
344          * In case that succeeds, it will acquire the s_umount
345          * lock of the old one. Since these are clearly distrinct
346          * locks, and this object isn't exposed yet, there's no
347          * risk of deadlocks.
348          *
349          * Annotate this by putting this lock in a different
350          * subclass.
351          */
352         down_write_nested(&s->s_umount, SINGLE_DEPTH_NESTING);
353
354         if (security_sb_alloc(s))
355                 goto fail;
356
357         for (i = 0; i < SB_FREEZE_LEVELS; i++) {
358                 if (__percpu_init_rwsem(&s->s_writers.rw_sem[i],
359                                         sb_writers_name[i],
360                                         &type->s_writers_key[i]))
361                         goto fail;
362         }
363         s->s_bdi = &noop_backing_dev_info;
364         s->s_flags = flags;
365         if (s->s_user_ns != &init_user_ns)
366                 s->s_iflags |= SB_I_NODEV;
367         INIT_HLIST_NODE(&s->s_instances);
368         INIT_HLIST_BL_HEAD(&s->s_roots);
369         mutex_init(&s->s_sync_lock);
370         INIT_LIST_HEAD(&s->s_inodes);
371         spin_lock_init(&s->s_inode_list_lock);
372         INIT_LIST_HEAD(&s->s_inodes_wb);
373         spin_lock_init(&s->s_inode_wblist_lock);
374
375         s->s_count = 1;
376         atomic_set(&s->s_active, 1);
377         mutex_init(&s->s_vfs_rename_mutex);
378         lockdep_set_class(&s->s_vfs_rename_mutex, &type->s_vfs_rename_key);
379         init_rwsem(&s->s_dquot.dqio_sem);
380         s->s_maxbytes = MAX_NON_LFS;
381         s->s_op = &default_op;
382         s->s_time_gran = 1000000000;
383         s->s_time_min = TIME64_MIN;
384         s->s_time_max = TIME64_MAX;
385
386         s->s_shrink.seeks = DEFAULT_SEEKS;
387         s->s_shrink.scan_objects = super_cache_scan;
388         s->s_shrink.count_objects = super_cache_count;
389         s->s_shrink.batch = 1024;
390         s->s_shrink.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE | SHRINKER_MEMCG_AWARE;
391         if (prealloc_shrinker(&s->s_shrink, "sb-%s", type->name))
392                 goto fail;
393         if (list_lru_init_memcg(&s->s_dentry_lru, &s->s_shrink))
394                 goto fail;
395         if (list_lru_init_memcg(&s->s_inode_lru, &s->s_shrink))
396                 goto fail;
397         return s;
398
399 fail:
400         destroy_unused_super(s);
401         return NULL;
402 }
403
404 /* Superblock refcounting  */
405
406 /*
407  * Drop a superblock's refcount.  The caller must hold sb_lock.
408  */
409 static void __put_super(struct super_block *s)
410 {
411         if (!--s->s_count) {
412                 list_del_init(&s->s_list);
413                 WARN_ON(s->s_dentry_lru.node);
414                 WARN_ON(s->s_inode_lru.node);
415                 WARN_ON(!list_empty(&s->s_mounts));
416                 security_sb_free(s);
417                 put_user_ns(s->s_user_ns);
418                 kfree(s->s_subtype);
419                 call_rcu(&s->rcu, destroy_super_rcu);
420         }
421 }
422
423 /**
424  *      put_super       -       drop a temporary reference to superblock
425  *      @sb: superblock in question
426  *
427  *      Drops a temporary reference, frees superblock if there's no
428  *      references left.
429  */
430 void put_super(struct super_block *sb)
431 {
432         spin_lock(&sb_lock);
433         __put_super(sb);
434         spin_unlock(&sb_lock);
435 }
436
437
438 /**
439  *      deactivate_locked_super -       drop an active reference to superblock
440  *      @s: superblock to deactivate
441  *
442  *      Drops an active reference to superblock, converting it into a temporary
443  *      one if there is no other active references left.  In that case we
444  *      tell fs driver to shut it down and drop the temporary reference we
445  *      had just acquired.
446  *
447  *      Caller holds exclusive lock on superblock; that lock is released.
448  */
449 void deactivate_locked_super(struct super_block *s)
450 {
451         struct file_system_type *fs = s->s_type;
452         if (atomic_dec_and_test(&s->s_active)) {
453                 unregister_shrinker(&s->s_shrink);
454                 fs->kill_sb(s);
455
456                 /*
457                  * Since list_lru_destroy() may sleep, we cannot call it from
458                  * put_super(), where we hold the sb_lock. Therefore we destroy
459                  * the lru lists right now.
460                  */
461                 list_lru_destroy(&s->s_dentry_lru);
462                 list_lru_destroy(&s->s_inode_lru);
463
464                 /*
465                  * Remove it from @fs_supers so it isn't found by new
466                  * sget{_fc}() walkers anymore. Any concurrent mounter still
467                  * managing to grab a temporary reference is guaranteed to
468                  * already see SB_DYING and will wait until we notify them about
469                  * SB_DEAD.
470                  */
471                 spin_lock(&sb_lock);
472                 hlist_del_init(&s->s_instances);
473                 spin_unlock(&sb_lock);
474
475                 /*
476                  * Let concurrent mounts know that this thing is really dead.
477                  * We don't need @sb->s_umount here as every concurrent caller
478                  * will see SB_DYING and either discard the superblock or wait
479                  * for SB_DEAD.
480                  */
481                 super_wake(s, SB_DEAD);
482
483                 put_filesystem(fs);
484                 put_super(s);
485         } else {
486                 super_unlock_excl(s);
487         }
488 }
489
490 EXPORT_SYMBOL(deactivate_locked_super);
491
492 /**
493  *      deactivate_super        -       drop an active reference to superblock
494  *      @s: superblock to deactivate
495  *
496  *      Variant of deactivate_locked_super(), except that superblock is *not*
497  *      locked by caller.  If we are going to drop the final active reference,
498  *      lock will be acquired prior to that.
499  */
500 void deactivate_super(struct super_block *s)
501 {
502         if (!atomic_add_unless(&s->s_active, -1, 1)) {
503                 __super_lock_excl(s);
504                 deactivate_locked_super(s);
505         }
506 }
507
508 EXPORT_SYMBOL(deactivate_super);
509
510 /**
511  *      grab_super - acquire an active reference
512  *      @s: reference we are trying to make active
513  *
514  *      Tries to acquire an active reference.  grab_super() is used when we
515  *      had just found a superblock in super_blocks or fs_type->fs_supers
516  *      and want to turn it into a full-blown active reference.  grab_super()
517  *      is called with sb_lock held and drops it.  Returns 1 in case of
518  *      success, 0 if we had failed (superblock contents was already dead or
519  *      dying when grab_super() had been called).  Note that this is only
520  *      called for superblocks not in rundown mode (== ones still on ->fs_supers
521  *      of their type), so increment of ->s_count is OK here.
522  */
523 static int grab_super(struct super_block *s) __releases(sb_lock)
524 {
525         bool born;
526
527         s->s_count++;
528         spin_unlock(&sb_lock);
529         born = super_lock_excl(s);
530         if (born && atomic_inc_not_zero(&s->s_active)) {
531                 put_super(s);
532                 return 1;
533         }
534         super_unlock_excl(s);
535         put_super(s);
536         return 0;
537 }
538
539 static inline bool wait_dead(struct super_block *sb)
540 {
541         unsigned int flags;
542
543         /*
544          * Pairs with memory barrier in super_wake() and ensures
545          * that we see SB_DEAD after we're woken.
546          */
547         flags = smp_load_acquire(&sb->s_flags);
548         return flags & SB_DEAD;
549 }
550
551 /**
552  * grab_super_dead - acquire an active reference to a superblock
553  * @sb: superblock to acquire
554  *
555  * Acquire a temporary reference on a superblock and try to trade it for
556  * an active reference. This is used in sget{_fc}() to wait for a
557  * superblock to either become SB_BORN or for it to pass through
558  * sb->kill() and be marked as SB_DEAD.
559  *
560  * Return: This returns true if an active reference could be acquired,
561  *         false if not.
562  */
563 static bool grab_super_dead(struct super_block *sb)
564 {
565
566         sb->s_count++;
567         if (grab_super(sb)) {
568                 put_super(sb);
569                 lockdep_assert_held(&sb->s_umount);
570                 return true;
571         }
572         wait_var_event(&sb->s_flags, wait_dead(sb));
573         put_super(sb);
574         lockdep_assert_not_held(&sb->s_umount);
575         return false;
576 }
577
578 /*
579  *      super_trylock_shared - try to grab ->s_umount shared
580  *      @sb: reference we are trying to grab
581  *
582  *      Try to prevent fs shutdown.  This is used in places where we
583  *      cannot take an active reference but we need to ensure that the
584  *      filesystem is not shut down while we are working on it. It returns
585  *      false if we cannot acquire s_umount or if we lose the race and
586  *      filesystem already got into shutdown, and returns true with the s_umount
587  *      lock held in read mode in case of success. On successful return,
588  *      the caller must drop the s_umount lock when done.
589  *
590  *      Note that unlike get_super() et.al. this one does *not* bump ->s_count.
591  *      The reason why it's safe is that we are OK with doing trylock instead
592  *      of down_read().  There's a couple of places that are OK with that, but
593  *      it's very much not a general-purpose interface.
594  */
595 bool super_trylock_shared(struct super_block *sb)
596 {
597         if (down_read_trylock(&sb->s_umount)) {
598                 if (!(sb->s_flags & SB_DYING) && sb->s_root &&
599                     (sb->s_flags & SB_BORN))
600                         return true;
601                 super_unlock_shared(sb);
602         }
603
604         return false;
605 }
606
607 /**
608  *      retire_super    -       prevents superblock from being reused
609  *      @sb: superblock to retire
610  *
611  *      The function marks superblock to be ignored in superblock test, which
612  *      prevents it from being reused for any new mounts.  If the superblock has
613  *      a private bdi, it also unregisters it, but doesn't reduce the refcount
614  *      of the superblock to prevent potential races.  The refcount is reduced
615  *      by generic_shutdown_super().  The function can not be called
616  *      concurrently with generic_shutdown_super().  It is safe to call the
617  *      function multiple times, subsequent calls have no effect.
618  *
619  *      The marker will affect the re-use only for block-device-based
620  *      superblocks.  Other superblocks will still get marked if this function
621  *      is used, but that will not affect their reusability.
622  */
623 void retire_super(struct super_block *sb)
624 {
625         WARN_ON(!sb->s_bdev);
626         __super_lock_excl(sb);
627         if (sb->s_iflags & SB_I_PERSB_BDI) {
628                 bdi_unregister(sb->s_bdi);
629                 sb->s_iflags &= ~SB_I_PERSB_BDI;
630         }
631         sb->s_iflags |= SB_I_RETIRED;
632         super_unlock_excl(sb);
633 }
634 EXPORT_SYMBOL(retire_super);
635
636 /**
637  *      generic_shutdown_super  -       common helper for ->kill_sb()
638  *      @sb: superblock to kill
639  *
640  *      generic_shutdown_super() does all fs-independent work on superblock
641  *      shutdown.  Typical ->kill_sb() should pick all fs-specific objects
642  *      that need destruction out of superblock, call generic_shutdown_super()
643  *      and release aforementioned objects.  Note: dentries and inodes _are_
644  *      taken care of and do not need specific handling.
645  *
646  *      Upon calling this function, the filesystem may no longer alter or
647  *      rearrange the set of dentries belonging to this super_block, nor may it
648  *      change the attachments of dentries to inodes.
649  */
650 void generic_shutdown_super(struct super_block *sb)
651 {
652         const struct super_operations *sop = sb->s_op;
653
654         if (sb->s_root) {
655                 shrink_dcache_for_umount(sb);
656                 sync_filesystem(sb);
657                 sb->s_flags &= ~SB_ACTIVE;
658
659                 cgroup_writeback_umount();
660
661                 /* Evict all inodes with zero refcount. */
662                 evict_inodes(sb);
663
664                 /*
665                  * Clean up and evict any inodes that still have references due
666                  * to fsnotify or the security policy.
667                  */
668                 fsnotify_sb_delete(sb);
669                 security_sb_delete(sb);
670
671                 /*
672                  * Now that all potentially-encrypted inodes have been evicted,
673                  * the fscrypt keyring can be destroyed.
674                  */
675                 fscrypt_destroy_keyring(sb);
676
677                 if (sb->s_dio_done_wq) {
678                         destroy_workqueue(sb->s_dio_done_wq);
679                         sb->s_dio_done_wq = NULL;
680                 }
681
682                 if (sop->put_super)
683                         sop->put_super(sb);
684
685                 if (CHECK_DATA_CORRUPTION(!list_empty(&sb->s_inodes),
686                                 "VFS: Busy inodes after unmount of %s (%s)",
687                                 sb->s_id, sb->s_type->name)) {
688                         /*
689                          * Adding a proper bailout path here would be hard, but
690                          * we can at least make it more likely that a later
691                          * iput_final() or such crashes cleanly.
692                          */
693                         struct inode *inode;
694
695                         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
696                         list_for_each_entry(inode, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
697                                 inode->i_op = VFS_PTR_POISON;
698                                 inode->i_sb = VFS_PTR_POISON;
699                                 inode->i_mapping = VFS_PTR_POISON;
700                         }
701                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
702                 }
703         }
704         /*
705          * Broadcast to everyone that grabbed a temporary reference to this
706          * superblock before we removed it from @fs_supers that the superblock
707          * is dying. Every walker of @fs_supers outside of sget{_fc}() will now
708          * discard this superblock and treat it as dead.
709          *
710          * We leave the superblock on @fs_supers so it can be found by
711          * sget{_fc}() until we passed sb->kill_sb().
712          */
713         super_wake(sb, SB_DYING);
714         super_unlock_excl(sb);
715         if (sb->s_bdi != &noop_backing_dev_info) {
716                 if (sb->s_iflags & SB_I_PERSB_BDI)
717                         bdi_unregister(sb->s_bdi);
718                 bdi_put(sb->s_bdi);
719                 sb->s_bdi = &noop_backing_dev_info;
720         }
721 }
722
723 EXPORT_SYMBOL(generic_shutdown_super);
724
725 bool mount_capable(struct fs_context *fc)
726 {
727         if (!(fc->fs_type->fs_flags & FS_USERNS_MOUNT))
728                 return capable(CAP_SYS_ADMIN);
729         else
730                 return ns_capable(fc->user_ns, CAP_SYS_ADMIN);
731 }
732
733 /**
734  * sget_fc - Find or create a superblock
735  * @fc: Filesystem context.
736  * @test: Comparison callback
737  * @set: Setup callback
738  *
739  * Find or create a superblock using the parameters stored in the filesystem
740  * context and the two callback functions.
741  *
742  * If an extant superblock is matched, then that will be returned with an
743  * elevated reference count that the caller must transfer or discard.
744  *
745  * If no match is made, a new superblock will be allocated and basic
746  * initialisation will be performed (s_type, s_fs_info and s_id will be set and
747  * the set() callback will be invoked), the superblock will be published and it
748  * will be returned in a partially constructed state with SB_BORN and SB_ACTIVE
749  * as yet unset.
750  */
751 struct super_block *sget_fc(struct fs_context *fc,
752                             int (*test)(struct super_block *, struct fs_context *),
753                             int (*set)(struct super_block *, struct fs_context *))
754 {
755         struct super_block *s = NULL;
756         struct super_block *old;
757         struct user_namespace *user_ns = fc->global ? &init_user_ns : fc->user_ns;
758         int err;
759
760 retry:
761         spin_lock(&sb_lock);
762         if (test) {
763                 hlist_for_each_entry(old, &fc->fs_type->fs_supers, s_instances) {
764                         if (test(old, fc))
765                                 goto share_extant_sb;
766                 }
767         }
768         if (!s) {
769                 spin_unlock(&sb_lock);
770                 s = alloc_super(fc->fs_type, fc->sb_flags, user_ns);
771                 if (!s)
772                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
773                 goto retry;
774         }
775
776         s->s_fs_info = fc->s_fs_info;
777         err = set(s, fc);
778         if (err) {
779                 s->s_fs_info = NULL;
780                 spin_unlock(&sb_lock);
781                 destroy_unused_super(s);
782                 return ERR_PTR(err);
783         }
784         fc->s_fs_info = NULL;
785         s->s_type = fc->fs_type;
786         s->s_iflags |= fc->s_iflags;
787         strscpy(s->s_id, s->s_type->name, sizeof(s->s_id));
788         /*
789          * Make the superblock visible on @super_blocks and @fs_supers.
790          * It's in a nascent state and users should wait on SB_BORN or
791          * SB_DYING to be set.
792          */
793         list_add_tail(&s->s_list, &super_blocks);
794         hlist_add_head(&s->s_instances, &s->s_type->fs_supers);
795         spin_unlock(&sb_lock);
796         get_filesystem(s->s_type);
797         register_shrinker_prepared(&s->s_shrink);
798         return s;
799
800 share_extant_sb:
801         if (user_ns != old->s_user_ns) {
802                 spin_unlock(&sb_lock);
803                 destroy_unused_super(s);
804                 return ERR_PTR(-EBUSY);
805         }
806         if (!grab_super_dead(old))
807                 goto retry;
808         destroy_unused_super(s);
809         return old;
810 }
811 EXPORT_SYMBOL(sget_fc);
812
813 /**
814  *      sget    -       find or create a superblock
815  *      @type:    filesystem type superblock should belong to
816  *      @test:    comparison callback
817  *      @set:     setup callback
818  *      @flags:   mount flags
819  *      @data:    argument to each of them
820  */
821 struct super_block *sget(struct file_system_type *type,
822                         int (*test)(struct super_block *,void *),
823                         int (*set)(struct super_block *,void *),
824                         int flags,
825                         void *data)
826 {
827         struct user_namespace *user_ns = current_user_ns();
828         struct super_block *s = NULL;
829         struct super_block *old;
830         int err;
831
832         /* We don't yet pass the user namespace of the parent
833          * mount through to here so always use &init_user_ns
834          * until that changes.
835          */
836         if (flags & SB_SUBMOUNT)
837                 user_ns = &init_user_ns;
838
839 retry:
840         spin_lock(&sb_lock);
841         if (test) {
842                 hlist_for_each_entry(old, &type->fs_supers, s_instances) {
843                         if (!test(old, data))
844                                 continue;
845                         if (user_ns != old->s_user_ns) {
846                                 spin_unlock(&sb_lock);
847                                 destroy_unused_super(s);
848                                 return ERR_PTR(-EBUSY);
849                         }
850                         if (!grab_super_dead(old))
851                                 goto retry;
852                         destroy_unused_super(s);
853                         return old;
854                 }
855         }
856         if (!s) {
857                 spin_unlock(&sb_lock);
858                 s = alloc_super(type, (flags & ~SB_SUBMOUNT), user_ns);
859                 if (!s)
860                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
861                 goto retry;
862         }
863
864         err = set(s, data);
865         if (err) {
866                 spin_unlock(&sb_lock);
867                 destroy_unused_super(s);
868                 return ERR_PTR(err);
869         }
870         s->s_type = type;
871         strscpy(s->s_id, type->name, sizeof(s->s_id));
872         list_add_tail(&s->s_list, &super_blocks);
873         hlist_add_head(&s->s_instances, &type->fs_supers);
874         spin_unlock(&sb_lock);
875         get_filesystem(type);
876         register_shrinker_prepared(&s->s_shrink);
877         return s;
878 }
879 EXPORT_SYMBOL(sget);
880
881 void drop_super(struct super_block *sb)
882 {
883         super_unlock_shared(sb);
884         put_super(sb);
885 }
886
887 EXPORT_SYMBOL(drop_super);
888
889 void drop_super_exclusive(struct super_block *sb)
890 {
891         super_unlock_excl(sb);
892         put_super(sb);
893 }
894 EXPORT_SYMBOL(drop_super_exclusive);
895
896 static void __iterate_supers(void (*f)(struct super_block *))
897 {
898         struct super_block *sb, *p = NULL;
899
900         spin_lock(&sb_lock);
901         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
902                 /* Pairs with memory marrier in super_wake(). */
903                 if (smp_load_acquire(&sb->s_flags) & SB_DYING)
904                         continue;
905                 sb->s_count++;
906                 spin_unlock(&sb_lock);
907
908                 f(sb);
909
910                 spin_lock(&sb_lock);
911                 if (p)
912                         __put_super(p);
913                 p = sb;
914         }
915         if (p)
916                 __put_super(p);
917         spin_unlock(&sb_lock);
918 }
919 /**
920  *      iterate_supers - call function for all active superblocks
921  *      @f: function to call
922  *      @arg: argument to pass to it
923  *
924  *      Scans the superblock list and calls given function, passing it
925  *      locked superblock and given argument.
926  */
927 void iterate_supers(void (*f)(struct super_block *, void *), void *arg)
928 {
929         struct super_block *sb, *p = NULL;
930
931         spin_lock(&sb_lock);
932         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
933                 bool born;
934
935                 sb->s_count++;
936                 spin_unlock(&sb_lock);
937
938                 born = super_lock_shared(sb);
939                 if (born && sb->s_root)
940                         f(sb, arg);
941                 super_unlock_shared(sb);
942
943                 spin_lock(&sb_lock);
944                 if (p)
945                         __put_super(p);
946                 p = sb;
947         }
948         if (p)
949                 __put_super(p);
950         spin_unlock(&sb_lock);
951 }
952
953 /**
954  *      iterate_supers_type - call function for superblocks of given type
955  *      @type: fs type
956  *      @f: function to call
957  *      @arg: argument to pass to it
958  *
959  *      Scans the superblock list and calls given function, passing it
960  *      locked superblock and given argument.
961  */
962 void iterate_supers_type(struct file_system_type *type,
963         void (*f)(struct super_block *, void *), void *arg)
964 {
965         struct super_block *sb, *p = NULL;
966
967         spin_lock(&sb_lock);
968         hlist_for_each_entry(sb, &type->fs_supers, s_instances) {
969                 bool born;
970
971                 sb->s_count++;
972                 spin_unlock(&sb_lock);
973
974                 born = super_lock_shared(sb);
975                 if (born && sb->s_root)
976                         f(sb, arg);
977                 super_unlock_shared(sb);
978
979                 spin_lock(&sb_lock);
980                 if (p)
981                         __put_super(p);
982                 p = sb;
983         }
984         if (p)
985                 __put_super(p);
986         spin_unlock(&sb_lock);
987 }
988
989 EXPORT_SYMBOL(iterate_supers_type);
990
991 /**
992  * get_active_super - get an active reference to the superblock of a device
993  * @bdev: device to get the superblock for
994  *
995  * Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
996  * mounted on the device given.  Returns the superblock with an active
997  * reference or %NULL if none was found.
998  */
999 struct super_block *get_active_super(struct block_device *bdev)
1000 {
1001         struct super_block *sb;
1002
1003         if (!bdev)
1004                 return NULL;
1005
1006         spin_lock(&sb_lock);
1007         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
1008                 if (sb->s_bdev == bdev) {
1009                         if (!grab_super(sb))
1010                                 return NULL;
1011                         super_unlock_excl(sb);
1012                         return sb;
1013                 }
1014         }
1015         spin_unlock(&sb_lock);
1016         return NULL;
1017 }
1018
1019 struct super_block *user_get_super(dev_t dev, bool excl)
1020 {
1021         struct super_block *sb;
1022
1023         spin_lock(&sb_lock);
1024         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
1025                 if (sb->s_dev ==  dev) {
1026                         bool born;
1027
1028                         sb->s_count++;
1029                         spin_unlock(&sb_lock);
1030                         /* still alive? */
1031                         born = super_lock(sb, excl);
1032                         if (born && sb->s_root)
1033                                 return sb;
1034                         super_unlock(sb, excl);
1035                         /* nope, got unmounted */
1036                         spin_lock(&sb_lock);
1037                         __put_super(sb);
1038                         break;
1039                 }
1040         }
1041         spin_unlock(&sb_lock);
1042         return NULL;
1043 }
1044
1045 /**
1046  * reconfigure_super - asks filesystem to change superblock parameters
1047  * @fc: The superblock and configuration
1048  *
1049  * Alters the configuration parameters of a live superblock.
1050  */
1051 int reconfigure_super(struct fs_context *fc)
1052 {
1053         struct super_block *sb = fc->root->d_sb;
1054         int retval;
1055         bool remount_ro = false;
1056         bool remount_rw = false;
1057         bool force = fc->sb_flags & SB_FORCE;
1058
1059         if (fc->sb_flags_mask & ~MS_RMT_MASK)
1060                 return -EINVAL;
1061         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN)
1062                 return -EBUSY;
1063
1064         retval = security_sb_remount(sb, fc->security);
1065         if (retval)
1066                 return retval;
1067
1068         if (fc->sb_flags_mask & SB_RDONLY) {
1069 #ifdef CONFIG_BLOCK
1070                 if (!(fc->sb_flags & SB_RDONLY) && sb->s_bdev &&
1071                     bdev_read_only(sb->s_bdev))
1072                         return -EACCES;
1073 #endif
1074                 remount_rw = !(fc->sb_flags & SB_RDONLY) && sb_rdonly(sb);
1075                 remount_ro = (fc->sb_flags & SB_RDONLY) && !sb_rdonly(sb);
1076         }
1077
1078         if (remount_ro) {
1079                 if (!hlist_empty(&sb->s_pins)) {
1080                         super_unlock_excl(sb);
1081                         group_pin_kill(&sb->s_pins);
1082                         __super_lock_excl(sb);
1083                         if (!sb->s_root)
1084                                 return 0;
1085                         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN)
1086                                 return -EBUSY;
1087                         remount_ro = !sb_rdonly(sb);
1088                 }
1089         }
1090         shrink_dcache_sb(sb);
1091
1092         /* If we are reconfiguring to RDONLY and current sb is read/write,
1093          * make sure there are no files open for writing.
1094          */
1095         if (remount_ro) {
1096                 if (force) {
1097                         sb_start_ro_state_change(sb);
1098                 } else {
1099                         retval = sb_prepare_remount_readonly(sb);
1100                         if (retval)
1101                                 return retval;
1102                 }
1103         } else if (remount_rw) {
1104                 /*
1105                  * Protect filesystem's reconfigure code from writes from
1106                  * userspace until reconfigure finishes.
1107                  */
1108                 sb_start_ro_state_change(sb);
1109         }
1110
1111         if (fc->ops->reconfigure) {
1112                 retval = fc->ops->reconfigure(fc);
1113                 if (retval) {
1114                         if (!force)
1115                                 goto cancel_readonly;
1116                         /* If forced remount, go ahead despite any errors */
1117                         WARN(1, "forced remount of a %s fs returned %i\n",
1118                              sb->s_type->name, retval);
1119                 }
1120         }
1121
1122         WRITE_ONCE(sb->s_flags, ((sb->s_flags & ~fc->sb_flags_mask) |
1123                                  (fc->sb_flags & fc->sb_flags_mask)));
1124         sb_end_ro_state_change(sb);
1125
1126         /*
1127          * Some filesystems modify their metadata via some other path than the
1128          * bdev buffer cache (eg. use a private mapping, or directories in
1129          * pagecache, etc). Also file data modifications go via their own
1130          * mappings. So If we try to mount readonly then copy the filesystem
1131          * from bdev, we could get stale data, so invalidate it to give a best
1132          * effort at coherency.
1133          */
1134         if (remount_ro && sb->s_bdev)
1135                 invalidate_bdev(sb->s_bdev);
1136         return 0;
1137
1138 cancel_readonly:
1139         sb_end_ro_state_change(sb);
1140         return retval;
1141 }
1142
1143 static void do_emergency_remount_callback(struct super_block *sb)
1144 {
1145         bool born = super_lock_excl(sb);
1146
1147         if (born && sb->s_root && sb->s_bdev && !sb_rdonly(sb)) {
1148                 struct fs_context *fc;
1149
1150                 fc = fs_context_for_reconfigure(sb->s_root,
1151                                         SB_RDONLY | SB_FORCE, SB_RDONLY);
1152                 if (!IS_ERR(fc)) {
1153                         if (parse_monolithic_mount_data(fc, NULL) == 0)
1154                                 (void)reconfigure_super(fc);
1155                         put_fs_context(fc);
1156                 }
1157         }
1158         super_unlock_excl(sb);
1159 }
1160
1161 static void do_emergency_remount(struct work_struct *work)
1162 {
1163         __iterate_supers(do_emergency_remount_callback);
1164         kfree(work);
1165         printk("Emergency Remount complete\n");
1166 }
1167
1168 void emergency_remount(void)
1169 {
1170         struct work_struct *work;
1171
1172         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_ATOMIC);
1173         if (work) {
1174                 INIT_WORK(work, do_emergency_remount);
1175                 schedule_work(work);
1176         }
1177 }
1178
1179 static void do_thaw_all_callback(struct super_block *sb)
1180 {
1181         bool born = super_lock_excl(sb);
1182
1183         if (born && sb->s_root) {
1184                 emergency_thaw_bdev(sb);
1185                 thaw_super_locked(sb);
1186         } else {
1187                 super_unlock_excl(sb);
1188         }
1189 }
1190
1191 static void do_thaw_all(struct work_struct *work)
1192 {
1193         __iterate_supers(do_thaw_all_callback);
1194         kfree(work);
1195         printk(KERN_WARNING "Emergency Thaw complete\n");
1196 }
1197
1198 /**
1199  * emergency_thaw_all -- forcibly thaw every frozen filesystem
1200  *
1201  * Used for emergency unfreeze of all filesystems via SysRq
1202  */
1203 void emergency_thaw_all(void)
1204 {
1205         struct work_struct *work;
1206
1207         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_ATOMIC);
1208         if (work) {
1209                 INIT_WORK(work, do_thaw_all);
1210                 schedule_work(work);
1211         }
1212 }
1213
1214 static DEFINE_IDA(unnamed_dev_ida);
1215
1216 /**
1217  * get_anon_bdev - Allocate a block device for filesystems which don't have one.
1218  * @p: Pointer to a dev_t.
1219  *
1220  * Filesystems which don't use real block devices can call this function
1221  * to allocate a virtual block device.
1222  *
1223  * Context: Any context.  Frequently called while holding sb_lock.
1224  * Return: 0 on success, -EMFILE if there are no anonymous bdevs left
1225  * or -ENOMEM if memory allocation failed.
1226  */
1227 int get_anon_bdev(dev_t *p)
1228 {
1229         int dev;
1230
1231         /*
1232          * Many userspace utilities consider an FSID of 0 invalid.
1233          * Always return at least 1 from get_anon_bdev.
1234          */
1235         dev = ida_alloc_range(&unnamed_dev_ida, 1, (1 << MINORBITS) - 1,
1236                         GFP_ATOMIC);
1237         if (dev == -ENOSPC)
1238                 dev = -EMFILE;
1239         if (dev < 0)
1240                 return dev;
1241
1242         *p = MKDEV(0, dev);
1243         return 0;
1244 }
1245 EXPORT_SYMBOL(get_anon_bdev);
1246
1247 void free_anon_bdev(dev_t dev)
1248 {
1249         ida_free(&unnamed_dev_ida, MINOR(dev));
1250 }
1251 EXPORT_SYMBOL(free_anon_bdev);
1252
1253 int set_anon_super(struct super_block *s, void *data)
1254 {
1255         return get_anon_bdev(&s->s_dev);
1256 }
1257 EXPORT_SYMBOL(set_anon_super);
1258
1259 void kill_anon_super(struct super_block *sb)
1260 {
1261         dev_t dev = sb->s_dev;
1262         generic_shutdown_super(sb);
1263         free_anon_bdev(dev);
1264 }
1265 EXPORT_SYMBOL(kill_anon_super);
1266
1267 void kill_litter_super(struct super_block *sb)
1268 {
1269         if (sb->s_root)
1270                 d_genocide(sb->s_root);
1271         kill_anon_super(sb);
1272 }
1273 EXPORT_SYMBOL(kill_litter_super);
1274
1275 int set_anon_super_fc(struct super_block *sb, struct fs_context *fc)
1276 {
1277         return set_anon_super(sb, NULL);
1278 }
1279 EXPORT_SYMBOL(set_anon_super_fc);
1280
1281 static int test_keyed_super(struct super_block *sb, struct fs_context *fc)
1282 {
1283         return sb->s_fs_info == fc->s_fs_info;
1284 }
1285
1286 static int test_single_super(struct super_block *s, struct fs_context *fc)
1287 {
1288         return 1;
1289 }
1290
1291 static int vfs_get_super(struct fs_context *fc, bool reconf,
1292                 int (*test)(struct super_block *, struct fs_context *),
1293                 int (*fill_super)(struct super_block *sb,
1294                                   struct fs_context *fc))
1295 {
1296         struct super_block *sb;
1297         int err;
1298
1299         sb = sget_fc(fc, test, set_anon_super_fc);
1300         if (IS_ERR(sb))
1301                 return PTR_ERR(sb);
1302
1303         if (!sb->s_root) {
1304                 err = fill_super(sb, fc);
1305                 if (err)
1306                         goto error;
1307
1308                 sb->s_flags |= SB_ACTIVE;
1309                 fc->root = dget(sb->s_root);
1310         } else {
1311                 fc->root = dget(sb->s_root);
1312                 if (reconf) {
1313                         err = reconfigure_super(fc);
1314                         if (err < 0) {
1315                                 dput(fc->root);
1316                                 fc->root = NULL;
1317                                 goto error;
1318                         }
1319                 }
1320         }
1321
1322         return 0;
1323
1324 error:
1325         deactivate_locked_super(sb);
1326         return err;
1327 }
1328
1329 int get_tree_nodev(struct fs_context *fc,
1330                   int (*fill_super)(struct super_block *sb,
1331                                     struct fs_context *fc))
1332 {
1333         return vfs_get_super(fc, false, NULL, fill_super);
1334 }
1335 EXPORT_SYMBOL(get_tree_nodev);
1336
1337 int get_tree_single(struct fs_context *fc,
1338                   int (*fill_super)(struct super_block *sb,
1339                                     struct fs_context *fc))
1340 {
1341         return vfs_get_super(fc, false, test_single_super, fill_super);
1342 }
1343 EXPORT_SYMBOL(get_tree_single);
1344
1345 int get_tree_single_reconf(struct fs_context *fc,
1346                   int (*fill_super)(struct super_block *sb,
1347                                     struct fs_context *fc))
1348 {
1349         return vfs_get_super(fc, true, test_single_super, fill_super);
1350 }
1351 EXPORT_SYMBOL(get_tree_single_reconf);
1352
1353 int get_tree_keyed(struct fs_context *fc,
1354                   int (*fill_super)(struct super_block *sb,
1355                                     struct fs_context *fc),
1356                 void *key)
1357 {
1358         fc->s_fs_info = key;
1359         return vfs_get_super(fc, false, test_keyed_super, fill_super);
1360 }
1361 EXPORT_SYMBOL(get_tree_keyed);
1362
1363 #ifdef CONFIG_BLOCK
1364 /*
1365  * Lock a super block that the callers holds a reference to.
1366  *
1367  * The caller needs to ensure that the super_block isn't being freed while
1368  * calling this function, e.g. by holding a lock over the call to this function
1369  * and the place that clears the pointer to the superblock used by this function
1370  * before freeing the superblock.
1371  */
1372 static bool super_lock_shared_active(struct super_block *sb)
1373 {
1374         bool born = super_lock_shared(sb);
1375
1376         if (!born || !sb->s_root || !(sb->s_flags & SB_ACTIVE)) {
1377                 super_unlock_shared(sb);
1378                 return false;
1379         }
1380         return true;
1381 }
1382
1383 static void fs_bdev_mark_dead(struct block_device *bdev, bool surprise)
1384 {
1385         struct super_block *sb = bdev->bd_holder;
1386
1387         /* bd_holder_lock ensures that the sb isn't freed */
1388         lockdep_assert_held(&bdev->bd_holder_lock);
1389
1390         if (!super_lock_shared_active(sb))
1391                 return;
1392
1393         if (!surprise)
1394                 sync_filesystem(sb);
1395         shrink_dcache_sb(sb);
1396         invalidate_inodes(sb);
1397         if (sb->s_op->shutdown)
1398                 sb->s_op->shutdown(sb);
1399
1400         super_unlock_shared(sb);
1401 }
1402
1403 static void fs_bdev_sync(struct block_device *bdev)
1404 {
1405         struct super_block *sb = bdev->bd_holder;
1406
1407         lockdep_assert_held(&bdev->bd_holder_lock);
1408
1409         if (!super_lock_shared_active(sb))
1410                 return;
1411         sync_filesystem(sb);
1412         super_unlock_shared(sb);
1413 }
1414
1415 const struct blk_holder_ops fs_holder_ops = {
1416         .mark_dead              = fs_bdev_mark_dead,
1417         .sync                   = fs_bdev_sync,
1418 };
1419 EXPORT_SYMBOL_GPL(fs_holder_ops);
1420
1421 static int set_bdev_super(struct super_block *s, void *data)
1422 {
1423         s->s_dev = *(dev_t *)data;
1424         return 0;
1425 }
1426
1427 static int set_bdev_super_fc(struct super_block *s, struct fs_context *fc)
1428 {
1429         return set_bdev_super(s, fc->sget_key);
1430 }
1431
1432 static int test_bdev_super_fc(struct super_block *s, struct fs_context *fc)
1433 {
1434         return !(s->s_iflags & SB_I_RETIRED) &&
1435                 s->s_dev == *(dev_t *)fc->sget_key;
1436 }
1437
1438 int setup_bdev_super(struct super_block *sb, int sb_flags,
1439                 struct fs_context *fc)
1440 {
1441         blk_mode_t mode = sb_open_mode(sb_flags);
1442         struct block_device *bdev;
1443
1444         bdev = blkdev_get_by_dev(sb->s_dev, mode, sb, &fs_holder_ops);
1445         if (IS_ERR(bdev)) {
1446                 if (fc)
1447                         errorf(fc, "%s: Can't open blockdev", fc->source);
1448                 return PTR_ERR(bdev);
1449         }
1450
1451         /*
1452          * This really should be in blkdev_get_by_dev, but right now can't due
1453          * to legacy issues that require us to allow opening a block device node
1454          * writable from userspace even for a read-only block device.
1455          */
1456         if ((mode & BLK_OPEN_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1457                 blkdev_put(bdev, sb);
1458                 return -EACCES;
1459         }
1460
1461         /*
1462          * Until SB_BORN flag is set, there can be no active superblock
1463          * references and thus no filesystem freezing. get_active_super() will
1464          * just loop waiting for SB_BORN so even freeze_bdev() cannot proceed.
1465          *
1466          * It is enough to check bdev was not frozen before we set s_bdev.
1467          */
1468         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
1469         if (bdev->bd_fsfreeze_count > 0) {
1470                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
1471                 if (fc)
1472                         warnf(fc, "%pg: Can't mount, blockdev is frozen", bdev);
1473                 blkdev_put(bdev, sb);
1474                 return -EBUSY;
1475         }
1476         spin_lock(&sb_lock);
1477         sb->s_bdev = bdev;
1478         sb->s_bdi = bdi_get(bdev->bd_disk->bdi);
1479         if (bdev_stable_writes(bdev))
1480                 sb->s_iflags |= SB_I_STABLE_WRITES;
1481         spin_unlock(&sb_lock);
1482         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
1483
1484         snprintf(sb->s_id, sizeof(sb->s_id), "%pg", bdev);
1485         shrinker_debugfs_rename(&sb->s_shrink, "sb-%s:%s", sb->s_type->name,
1486                                 sb->s_id);
1487         sb_set_blocksize(sb, block_size(bdev));
1488         return 0;
1489 }
1490 EXPORT_SYMBOL_GPL(setup_bdev_super);
1491
1492 /**
1493  * get_tree_bdev - Get a superblock based on a single block device
1494  * @fc: The filesystem context holding the parameters
1495  * @fill_super: Helper to initialise a new superblock
1496  */
1497 int get_tree_bdev(struct fs_context *fc,
1498                 int (*fill_super)(struct super_block *,
1499                                   struct fs_context *))
1500 {
1501         struct super_block *s;
1502         int error = 0;
1503         dev_t dev;
1504
1505         if (!fc->source)
1506                 return invalf(fc, "No source specified");
1507
1508         error = lookup_bdev(fc->source, &dev);
1509         if (error) {
1510                 errorf(fc, "%s: Can't lookup blockdev", fc->source);
1511                 return error;
1512         }
1513
1514         fc->sb_flags |= SB_NOSEC;
1515         fc->sget_key = &dev;
1516         s = sget_fc(fc, test_bdev_super_fc, set_bdev_super_fc);
1517         if (IS_ERR(s))
1518                 return PTR_ERR(s);
1519
1520         if (s->s_root) {
1521                 /* Don't summarily change the RO/RW state. */
1522                 if ((fc->sb_flags ^ s->s_flags) & SB_RDONLY) {
1523                         warnf(fc, "%pg: Can't mount, would change RO state", s->s_bdev);
1524                         deactivate_locked_super(s);
1525                         return -EBUSY;
1526                 }
1527         } else {
1528                 /*
1529                  * We drop s_umount here because we need to open the bdev and
1530                  * bdev->open_mutex ranks above s_umount (blkdev_put() ->
1531                  * bdev_mark_dead()). It is safe because we have active sb
1532                  * reference and SB_BORN is not set yet.
1533                  */
1534                 super_unlock_excl(s);
1535                 error = setup_bdev_super(s, fc->sb_flags, fc);
1536                 __super_lock_excl(s);
1537                 if (!error)
1538                         error = fill_super(s, fc);
1539                 if (error) {
1540                         deactivate_locked_super(s);
1541                         return error;
1542                 }
1543                 s->s_flags |= SB_ACTIVE;
1544         }
1545
1546         BUG_ON(fc->root);
1547         fc->root = dget(s->s_root);
1548         return 0;
1549 }
1550 EXPORT_SYMBOL(get_tree_bdev);
1551
1552 static int test_bdev_super(struct super_block *s, void *data)
1553 {
1554         return !(s->s_iflags & SB_I_RETIRED) && s->s_dev == *(dev_t *)data;
1555 }
1556
1557 struct dentry *mount_bdev(struct file_system_type *fs_type,
1558         int flags, const char *dev_name, void *data,
1559         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1560 {
1561         struct super_block *s;
1562         int error;
1563         dev_t dev;
1564
1565         error = lookup_bdev(dev_name, &dev);
1566         if (error)
1567                 return ERR_PTR(error);
1568
1569         flags |= SB_NOSEC;
1570         s = sget(fs_type, test_bdev_super, set_bdev_super, flags, &dev);
1571         if (IS_ERR(s))
1572                 return ERR_CAST(s);
1573
1574         if (s->s_root) {
1575                 if ((flags ^ s->s_flags) & SB_RDONLY) {
1576                         deactivate_locked_super(s);
1577                         return ERR_PTR(-EBUSY);
1578                 }
1579         } else {
1580                 /*
1581                  * We drop s_umount here because we need to open the bdev and
1582                  * bdev->open_mutex ranks above s_umount (blkdev_put() ->
1583                  * bdev_mark_dead()). It is safe because we have active sb
1584                  * reference and SB_BORN is not set yet.
1585                  */
1586                 super_unlock_excl(s);
1587                 error = setup_bdev_super(s, flags, NULL);
1588                 __super_lock_excl(s);
1589                 if (!error)
1590                         error = fill_super(s, data, flags & SB_SILENT ? 1 : 0);
1591                 if (error) {
1592                         deactivate_locked_super(s);
1593                         return ERR_PTR(error);
1594                 }
1595
1596                 s->s_flags |= SB_ACTIVE;
1597         }
1598
1599         return dget(s->s_root);
1600 }
1601 EXPORT_SYMBOL(mount_bdev);
1602
1603 void kill_block_super(struct super_block *sb)
1604 {
1605         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
1606
1607         generic_shutdown_super(sb);
1608         if (bdev) {
1609                 sync_blockdev(bdev);
1610                 blkdev_put(bdev, sb);
1611         }
1612 }
1613
1614 EXPORT_SYMBOL(kill_block_super);
1615 #endif
1616
1617 struct dentry *mount_nodev(struct file_system_type *fs_type,
1618         int flags, void *data,
1619         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1620 {
1621         int error;
1622         struct super_block *s = sget(fs_type, NULL, set_anon_super, flags, NULL);
1623
1624         if (IS_ERR(s))
1625                 return ERR_CAST(s);
1626
1627         error = fill_super(s, data, flags & SB_SILENT ? 1 : 0);
1628         if (error) {
1629                 deactivate_locked_super(s);
1630                 return ERR_PTR(error);
1631         }
1632         s->s_flags |= SB_ACTIVE;
1633         return dget(s->s_root);
1634 }
1635 EXPORT_SYMBOL(mount_nodev);
1636
1637 int reconfigure_single(struct super_block *s,
1638                        int flags, void *data)
1639 {
1640         struct fs_context *fc;
1641         int ret;
1642
1643         /* The caller really need to be passing fc down into mount_single(),
1644          * then a chunk of this can be removed.  [Bollocks -- AV]
1645          * Better yet, reconfiguration shouldn't happen, but rather the second
1646          * mount should be rejected if the parameters are not compatible.
1647          */
1648         fc = fs_context_for_reconfigure(s->s_root, flags, MS_RMT_MASK);
1649         if (IS_ERR(fc))
1650                 return PTR_ERR(fc);
1651
1652         ret = parse_monolithic_mount_data(fc, data);
1653         if (ret < 0)
1654                 goto out;
1655
1656         ret = reconfigure_super(fc);
1657 out:
1658         put_fs_context(fc);
1659         return ret;
1660 }
1661
1662 static int compare_single(struct super_block *s, void *p)
1663 {
1664         return 1;
1665 }
1666
1667 struct dentry *mount_single(struct file_system_type *fs_type,
1668         int flags, void *data,
1669         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1670 {
1671         struct super_block *s;
1672         int error;
1673
1674         s = sget(fs_type, compare_single, set_anon_super, flags, NULL);
1675         if (IS_ERR(s))
1676                 return ERR_CAST(s);
1677         if (!s->s_root) {
1678                 error = fill_super(s, data, flags & SB_SILENT ? 1 : 0);
1679                 if (!error)
1680                         s->s_flags |= SB_ACTIVE;
1681         } else {
1682                 error = reconfigure_single(s, flags, data);
1683         }
1684         if (unlikely(error)) {
1685                 deactivate_locked_super(s);
1686                 return ERR_PTR(error);
1687         }
1688         return dget(s->s_root);
1689 }
1690 EXPORT_SYMBOL(mount_single);
1691
1692 /**
1693  * vfs_get_tree - Get the mountable root
1694  * @fc: The superblock configuration context.
1695  *
1696  * The filesystem is invoked to get or create a superblock which can then later
1697  * be used for mounting.  The filesystem places a pointer to the root to be
1698  * used for mounting in @fc->root.
1699  */
1700 int vfs_get_tree(struct fs_context *fc)
1701 {
1702         struct super_block *sb;
1703         int error;
1704
1705         if (fc->root)
1706                 return -EBUSY;
1707
1708         /* Get the mountable root in fc->root, with a ref on the root and a ref
1709          * on the superblock.
1710          */
1711         error = fc->ops->get_tree(fc);
1712         if (error < 0)
1713                 return error;
1714
1715         if (!fc->root) {
1716                 pr_err("Filesystem %s get_tree() didn't set fc->root\n",
1717                        fc->fs_type->name);
1718                 /* We don't know what the locking state of the superblock is -
1719                  * if there is a superblock.
1720                  */
1721                 BUG();
1722         }
1723
1724         sb = fc->root->d_sb;
1725         WARN_ON(!sb->s_bdi);
1726
1727         /*
1728          * super_wake() contains a memory barrier which also care of
1729          * ordering for super_cache_count(). We place it before setting
1730          * SB_BORN as the data dependency between the two functions is
1731          * the superblock structure contents that we just set up, not
1732          * the SB_BORN flag.
1733          */
1734         super_wake(sb, SB_BORN);
1735
1736         error = security_sb_set_mnt_opts(sb, fc->security, 0, NULL);
1737         if (unlikely(error)) {
1738                 fc_drop_locked(fc);
1739                 return error;
1740         }
1741
1742         /*
1743          * filesystems should never set s_maxbytes larger than MAX_LFS_FILESIZE
1744          * but s_maxbytes was an unsigned long long for many releases. Throw
1745          * this warning for a little while to try and catch filesystems that
1746          * violate this rule.
1747          */
1748         WARN((sb->s_maxbytes < 0), "%s set sb->s_maxbytes to "
1749                 "negative value (%lld)\n", fc->fs_type->name, sb->s_maxbytes);
1750
1751         return 0;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(vfs_get_tree);
1754
1755 /*
1756  * Setup private BDI for given superblock. It gets automatically cleaned up
1757  * in generic_shutdown_super().
1758  */
1759 int super_setup_bdi_name(struct super_block *sb, char *fmt, ...)
1760 {
1761         struct backing_dev_info *bdi;
1762         int err;
1763         va_list args;
1764
1765         bdi = bdi_alloc(NUMA_NO_NODE);
1766         if (!bdi)
1767                 return -ENOMEM;
1768
1769         va_start(args, fmt);
1770         err = bdi_register_va(bdi, fmt, args);
1771         va_end(args);
1772         if (err) {
1773                 bdi_put(bdi);
1774                 return err;
1775         }
1776         WARN_ON(sb->s_bdi != &noop_backing_dev_info);
1777         sb->s_bdi = bdi;
1778         sb->s_iflags |= SB_I_PERSB_BDI;
1779
1780         return 0;
1781 }
1782 EXPORT_SYMBOL(super_setup_bdi_name);
1783
1784 /*
1785  * Setup private BDI for given superblock. I gets automatically cleaned up
1786  * in generic_shutdown_super().
1787  */
1788 int super_setup_bdi(struct super_block *sb)
1789 {
1790         static atomic_long_t bdi_seq = ATOMIC_LONG_INIT(0);
1791
1792         return super_setup_bdi_name(sb, "%.28s-%ld", sb->s_type->name,
1793                                     atomic_long_inc_return(&bdi_seq));
1794 }
1795 EXPORT_SYMBOL(super_setup_bdi);
1796
1797 /**
1798  * sb_wait_write - wait until all writers to given file system finish
1799  * @sb: the super for which we wait
1800  * @level: type of writers we wait for (normal vs page fault)
1801  *
1802  * This function waits until there are no writers of given type to given file
1803  * system.
1804  */
1805 static void sb_wait_write(struct super_block *sb, int level)
1806 {
1807         percpu_down_write(sb->s_writers.rw_sem + level-1);
1808 }
1809
1810 /*
1811  * We are going to return to userspace and forget about these locks, the
1812  * ownership goes to the caller of thaw_super() which does unlock().
1813  */
1814 static void lockdep_sb_freeze_release(struct super_block *sb)
1815 {
1816         int level;
1817
1818         for (level = SB_FREEZE_LEVELS - 1; level >= 0; level--)
1819                 percpu_rwsem_release(sb->s_writers.rw_sem + level, 0, _THIS_IP_);
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Tell lockdep we are holding these locks before we call ->unfreeze_fs(sb).
1824  */
1825 static void lockdep_sb_freeze_acquire(struct super_block *sb)
1826 {
1827         int level;
1828
1829         for (level = 0; level < SB_FREEZE_LEVELS; ++level)
1830                 percpu_rwsem_acquire(sb->s_writers.rw_sem + level, 0, _THIS_IP_);
1831 }
1832
1833 static void sb_freeze_unlock(struct super_block *sb, int level)
1834 {
1835         for (level--; level >= 0; level--)
1836                 percpu_up_write(sb->s_writers.rw_sem + level);
1837 }
1838
1839 /**
1840  * freeze_super - lock the filesystem and force it into a consistent state
1841  * @sb: the super to lock
1842  *
1843  * Syncs the super to make sure the filesystem is consistent and calls the fs's
1844  * freeze_fs.  Subsequent calls to this without first thawing the fs will return
1845  * -EBUSY.
1846  *
1847  * During this function, sb->s_writers.frozen goes through these values:
1848  *
1849  * SB_UNFROZEN: File system is normal, all writes progress as usual.
1850  *
1851  * SB_FREEZE_WRITE: The file system is in the process of being frozen.  New
1852  * writes should be blocked, though page faults are still allowed. We wait for
1853  * all writes to complete and then proceed to the next stage.
1854  *
1855  * SB_FREEZE_PAGEFAULT: Freezing continues. Now also page faults are blocked
1856  * but internal fs threads can still modify the filesystem (although they
1857  * should not dirty new pages or inodes), writeback can run etc. After waiting
1858  * for all running page faults we sync the filesystem which will clean all
1859  * dirty pages and inodes (no new dirty pages or inodes can be created when
1860  * sync is running).
1861  *
1862  * SB_FREEZE_FS: The file system is frozen. Now all internal sources of fs
1863  * modification are blocked (e.g. XFS preallocation truncation on inode
1864  * reclaim). This is usually implemented by blocking new transactions for
1865  * filesystems that have them and need this additional guard. After all
1866  * internal writers are finished we call ->freeze_fs() to finish filesystem
1867  * freezing. Then we transition to SB_FREEZE_COMPLETE state. This state is
1868  * mostly auxiliary for filesystems to verify they do not modify frozen fs.
1869  *
1870  * sb->s_writers.frozen is protected by sb->s_umount.
1871  */
1872 int freeze_super(struct super_block *sb)
1873 {
1874         int ret;
1875
1876         /* Since the caller must already have an active reference... */
1877         atomic_inc(&sb->s_active);
1878
1879         /* ...@sb definitely can't be dying. */
1880         if (!super_lock_excl(sb))
1881                 WARN(1, "Dying superblock while freezing!");
1882
1883         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN) {
1884                 deactivate_locked_super(sb);
1885                 return -EBUSY;
1886         }
1887
1888         if (!(sb->s_flags & SB_BORN)) {
1889                 super_unlock_excl(sb);
1890                 return 0;       /* sic - it's "nothing to do" */
1891         }
1892
1893         if (sb_rdonly(sb)) {
1894                 /* Nothing to do really... */
1895                 sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_COMPLETE;
1896                 super_unlock_excl(sb);
1897                 return 0;
1898         }
1899
1900         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_WRITE;
1901         /* Release s_umount to preserve sb_start_write -> s_umount ordering */
1902         super_unlock_excl(sb);
1903         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_WRITE);
1904
1905         /* We're still holding an active reference. */
1906         if (!super_lock_excl(sb))
1907                 WARN(1, "Dying superblock while freezing!");
1908
1909         /* Now we go and block page faults... */
1910         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_PAGEFAULT;
1911         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_PAGEFAULT);
1912
1913         /* All writers are done so after syncing there won't be dirty data */
1914         ret = sync_filesystem(sb);
1915         if (ret) {
1916                 sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1917                 sb_freeze_unlock(sb, SB_FREEZE_PAGEFAULT);
1918                 deactivate_locked_super(sb);
1919                 return ret;
1920         }
1921
1922         /* Now wait for internal filesystem counter */
1923         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_FS;
1924         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_FS);
1925
1926         if (sb->s_op->freeze_fs) {
1927                 ret = sb->s_op->freeze_fs(sb);
1928                 if (ret) {
1929                         printk(KERN_ERR
1930                                 "VFS:Filesystem freeze failed\n");
1931                         sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1932                         sb_freeze_unlock(sb, SB_FREEZE_FS);
1933                         deactivate_locked_super(sb);
1934                         return ret;
1935                 }
1936         }
1937         /*
1938          * For debugging purposes so that fs can warn if it sees write activity
1939          * when frozen is set to SB_FREEZE_COMPLETE, and for thaw_super().
1940          */
1941         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_COMPLETE;
1942         lockdep_sb_freeze_release(sb);
1943         super_unlock_excl(sb);
1944         return 0;
1945 }
1946 EXPORT_SYMBOL(freeze_super);
1947
1948 static int thaw_super_locked(struct super_block *sb)
1949 {
1950         int error;
1951
1952         if (sb->s_writers.frozen != SB_FREEZE_COMPLETE) {
1953                 super_unlock_excl(sb);
1954                 return -EINVAL;
1955         }
1956
1957         if (sb_rdonly(sb)) {
1958                 sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1959                 goto out;
1960         }
1961
1962         lockdep_sb_freeze_acquire(sb);
1963
1964         if (sb->s_op->unfreeze_fs) {
1965                 error = sb->s_op->unfreeze_fs(sb);
1966                 if (error) {
1967                         printk(KERN_ERR
1968                                 "VFS:Filesystem thaw failed\n");
1969                         lockdep_sb_freeze_release(sb);
1970                         super_unlock_excl(sb);
1971                         return error;
1972                 }
1973         }
1974
1975         sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1976         sb_freeze_unlock(sb, SB_FREEZE_FS);
1977 out:
1978         deactivate_locked_super(sb);
1979         return 0;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * thaw_super -- unlock filesystem
1984  * @sb: the super to thaw
1985  *
1986  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_super().
1987  */
1988 int thaw_super(struct super_block *sb)
1989 {
1990         if (!super_lock_excl(sb))
1991                 WARN(1, "Dying superblock while thawing!");
1992         return thaw_super_locked(sb);
1993 }
1994 EXPORT_SYMBOL(thaw_super);
1995
1996 /*
1997  * Create workqueue for deferred direct IO completions. We allocate the
1998  * workqueue when it's first needed. This avoids creating workqueue for
1999  * filesystems that don't need it and also allows us to create the workqueue
2000  * late enough so the we can include s_id in the name of the workqueue.
2001  */
2002 int sb_init_dio_done_wq(struct super_block *sb)
2003 {
2004         struct workqueue_struct *old;
2005         struct workqueue_struct *wq = alloc_workqueue("dio/%s",
2006                                                       WQ_MEM_RECLAIM, 0,
2007                                                       sb->s_id);
2008         if (!wq)
2009                 return -ENOMEM;
2010         /*
2011          * This has to be atomic as more DIOs can race to create the workqueue
2012          */
2013         old = cmpxchg(&sb->s_dio_done_wq, NULL, wq);
2014         /* Someone created workqueue before us? Free ours... */
2015         if (old)
2016                 destroy_workqueue(wq);
2017         return 0;
2018 }