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