GNU Linux-libre 5.10.217-gnu1
[releases.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/mm.h>
9 #include <linux/backing-dev.h>
10 #include <linux/hash.h>
11 #include <linux/swap.h>
12 #include <linux/security.h>
13 #include <linux/cdev.h>
14 #include <linux/memblock.h>
15 #include <linux/fscrypt.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()
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 /*
72  * Statistics gathering..
73  */
74 struct inodes_stat_t inodes_stat;
75
76 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, nr_inodes);
77 static DEFINE_PER_CPU(unsigned long, nr_unused);
78
79 static struct kmem_cache *inode_cachep __read_mostly;
80
81 static long get_nr_inodes(void)
82 {
83         int i;
84         long sum = 0;
85         for_each_possible_cpu(i)
86                 sum += per_cpu(nr_inodes, i);
87         return sum < 0 ? 0 : sum;
88 }
89
90 static inline long get_nr_inodes_unused(void)
91 {
92         int i;
93         long sum = 0;
94         for_each_possible_cpu(i)
95                 sum += per_cpu(nr_unused, i);
96         return sum < 0 ? 0 : sum;
97 }
98
99 long get_nr_dirty_inodes(void)
100 {
101         /* not actually dirty inodes, but a wild approximation */
102         long nr_dirty = get_nr_inodes() - get_nr_inodes_unused();
103         return nr_dirty > 0 ? nr_dirty : 0;
104 }
105
106 /*
107  * Handle nr_inode sysctl
108  */
109 #ifdef CONFIG_SYSCTL
110 int proc_nr_inodes(struct ctl_table *table, int write,
111                    void *buffer, 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 #endif
118
119 static int no_open(struct inode *inode, struct file *file)
120 {
121         return -ENXIO;
122 }
123
124 /**
125  * inode_init_always - perform inode structure initialisation
126  * @sb: superblock inode belongs to
127  * @inode: inode to initialise
128  *
129  * These are initializations that need to be done on every inode
130  * allocation as the fields are not initialised by slab allocation.
131  */
132 int inode_init_always(struct super_block *sb, struct inode *inode)
133 {
134         static const struct inode_operations empty_iops;
135         static const struct file_operations no_open_fops = {.open = no_open};
136         struct address_space *const mapping = &inode->i_data;
137
138         inode->i_sb = sb;
139         inode->i_blkbits = sb->s_blocksize_bits;
140         inode->i_flags = 0;
141         atomic64_set(&inode->i_sequence, 0);
142         atomic_set(&inode->i_count, 1);
143         inode->i_op = &empty_iops;
144         inode->i_fop = &no_open_fops;
145         inode->__i_nlink = 1;
146         inode->i_opflags = 0;
147         if (sb->s_xattr)
148                 inode->i_opflags |= IOP_XATTR;
149         i_uid_write(inode, 0);
150         i_gid_write(inode, 0);
151         atomic_set(&inode->i_writecount, 0);
152         inode->i_size = 0;
153         inode->i_write_hint = WRITE_LIFE_NOT_SET;
154         inode->i_blocks = 0;
155         inode->i_bytes = 0;
156         inode->i_generation = 0;
157         inode->i_pipe = NULL;
158         inode->i_bdev = NULL;
159         inode->i_cdev = NULL;
160         inode->i_link = NULL;
161         inode->i_dir_seq = 0;
162         inode->i_rdev = 0;
163         inode->dirtied_when = 0;
164
165 #ifdef CONFIG_CGROUP_WRITEBACK
166         inode->i_wb_frn_winner = 0;
167         inode->i_wb_frn_avg_time = 0;
168         inode->i_wb_frn_history = 0;
169 #endif
170
171         spin_lock_init(&inode->i_lock);
172         lockdep_set_class(&inode->i_lock, &sb->s_type->i_lock_key);
173
174         init_rwsem(&inode->i_rwsem);
175         lockdep_set_class(&inode->i_rwsem, &sb->s_type->i_mutex_key);
176
177         atomic_set(&inode->i_dio_count, 0);
178
179         mapping->a_ops = &empty_aops;
180         mapping->host = inode;
181         mapping->flags = 0;
182         if (sb->s_type->fs_flags & FS_THP_SUPPORT)
183                 __set_bit(AS_THP_SUPPORT, &mapping->flags);
184         mapping->wb_err = 0;
185         atomic_set(&mapping->i_mmap_writable, 0);
186 #ifdef CONFIG_READ_ONLY_THP_FOR_FS
187         atomic_set(&mapping->nr_thps, 0);
188 #endif
189         mapping_set_gfp_mask(mapping, GFP_HIGHUSER_MOVABLE);
190         mapping->private_data = NULL;
191         mapping->writeback_index = 0;
192         inode->i_private = NULL;
193         inode->i_mapping = mapping;
194         INIT_HLIST_HEAD(&inode->i_dentry);      /* buggered by rcu freeing */
195 #ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
196         inode->i_acl = inode->i_default_acl = ACL_NOT_CACHED;
197 #endif
198
199 #ifdef CONFIG_FSNOTIFY
200         inode->i_fsnotify_mask = 0;
201 #endif
202         inode->i_flctx = NULL;
203
204         if (unlikely(security_inode_alloc(inode)))
205                 return -ENOMEM;
206         this_cpu_inc(nr_inodes);
207
208         return 0;
209 }
210 EXPORT_SYMBOL(inode_init_always);
211
212 void free_inode_nonrcu(struct inode *inode)
213 {
214         kmem_cache_free(inode_cachep, inode);
215 }
216 EXPORT_SYMBOL(free_inode_nonrcu);
217
218 static void i_callback(struct rcu_head *head)
219 {
220         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
221         if (inode->free_inode)
222                 inode->free_inode(inode);
223         else
224                 free_inode_nonrcu(inode);
225 }
226
227 static struct inode *alloc_inode(struct super_block *sb)
228 {
229         const struct super_operations *ops = sb->s_op;
230         struct inode *inode;
231
232         if (ops->alloc_inode)
233                 inode = ops->alloc_inode(sb);
234         else
235                 inode = kmem_cache_alloc(inode_cachep, GFP_KERNEL);
236
237         if (!inode)
238                 return NULL;
239
240         if (unlikely(inode_init_always(sb, inode))) {
241                 if (ops->destroy_inode) {
242                         ops->destroy_inode(inode);
243                         if (!ops->free_inode)
244                                 return NULL;
245                 }
246                 inode->free_inode = ops->free_inode;
247                 i_callback(&inode->i_rcu);
248                 return NULL;
249         }
250
251         return inode;
252 }
253
254 void __destroy_inode(struct inode *inode)
255 {
256         BUG_ON(inode_has_buffers(inode));
257         inode_detach_wb(inode);
258         security_inode_free(inode);
259         fsnotify_inode_delete(inode);
260         locks_free_lock_context(inode);
261         if (!inode->i_nlink) {
262                 WARN_ON(atomic_long_read(&inode->i_sb->s_remove_count) == 0);
263                 atomic_long_dec(&inode->i_sb->s_remove_count);
264         }
265
266 #ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
267         if (inode->i_acl && !is_uncached_acl(inode->i_acl))
268                 posix_acl_release(inode->i_acl);
269         if (inode->i_default_acl && !is_uncached_acl(inode->i_default_acl))
270                 posix_acl_release(inode->i_default_acl);
271 #endif
272         this_cpu_dec(nr_inodes);
273 }
274 EXPORT_SYMBOL(__destroy_inode);
275
276 static void destroy_inode(struct inode *inode)
277 {
278         const struct super_operations *ops = inode->i_sb->s_op;
279
280         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_lru));
281         __destroy_inode(inode);
282         if (ops->destroy_inode) {
283                 ops->destroy_inode(inode);
284                 if (!ops->free_inode)
285                         return;
286         }
287         inode->free_inode = ops->free_inode;
288         call_rcu(&inode->i_rcu, i_callback);
289 }
290
291 /**
292  * drop_nlink - directly drop an inode's link count
293  * @inode: inode
294  *
295  * This is a low-level filesystem helper to replace any
296  * direct filesystem manipulation of i_nlink.  In cases
297  * where we are attempting to track writes to the
298  * filesystem, a decrement to zero means an imminent
299  * write when the file is truncated and actually unlinked
300  * on the filesystem.
301  */
302 void drop_nlink(struct inode *inode)
303 {
304         WARN_ON(inode->i_nlink == 0);
305         inode->__i_nlink--;
306         if (!inode->i_nlink)
307                 atomic_long_inc(&inode->i_sb->s_remove_count);
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(drop_nlink);
310
311 /**
312  * clear_nlink - directly zero an inode's link count
313  * @inode: inode
314  *
315  * This is a low-level filesystem helper to replace any
316  * direct filesystem manipulation of i_nlink.  See
317  * drop_nlink() for why we care about i_nlink hitting zero.
318  */
319 void clear_nlink(struct inode *inode)
320 {
321         if (inode->i_nlink) {
322                 inode->__i_nlink = 0;
323                 atomic_long_inc(&inode->i_sb->s_remove_count);
324         }
325 }
326 EXPORT_SYMBOL(clear_nlink);
327
328 /**
329  * set_nlink - directly set an inode's link count
330  * @inode: inode
331  * @nlink: new nlink (should be non-zero)
332  *
333  * This is a low-level filesystem helper to replace any
334  * direct filesystem manipulation of i_nlink.
335  */
336 void set_nlink(struct inode *inode, unsigned int nlink)
337 {
338         if (!nlink) {
339                 clear_nlink(inode);
340         } else {
341                 /* Yes, some filesystems do change nlink from zero to one */
342                 if (inode->i_nlink == 0)
343                         atomic_long_dec(&inode->i_sb->s_remove_count);
344
345                 inode->__i_nlink = nlink;
346         }
347 }
348 EXPORT_SYMBOL(set_nlink);
349
350 /**
351  * inc_nlink - directly increment an inode's link count
352  * @inode: inode
353  *
354  * This is a low-level filesystem helper to replace any
355  * direct filesystem manipulation of i_nlink.  Currently,
356  * it is only here for parity with dec_nlink().
357  */
358 void inc_nlink(struct inode *inode)
359 {
360         if (unlikely(inode->i_nlink == 0)) {
361                 WARN_ON(!(inode->i_state & I_LINKABLE));
362                 atomic_long_dec(&inode->i_sb->s_remove_count);
363         }
364
365         inode->__i_nlink++;
366 }
367 EXPORT_SYMBOL(inc_nlink);
368
369 static void __address_space_init_once(struct address_space *mapping)
370 {
371         xa_init_flags(&mapping->i_pages, XA_FLAGS_LOCK_IRQ | XA_FLAGS_ACCOUNT);
372         init_rwsem(&mapping->i_mmap_rwsem);
373         INIT_LIST_HEAD(&mapping->private_list);
374         spin_lock_init(&mapping->private_lock);
375         mapping->i_mmap = RB_ROOT_CACHED;
376 }
377
378 void address_space_init_once(struct address_space *mapping)
379 {
380         memset(mapping, 0, sizeof(*mapping));
381         __address_space_init_once(mapping);
382 }
383 EXPORT_SYMBOL(address_space_init_once);
384
385 /*
386  * These are initializations that only need to be done
387  * once, because the fields are idempotent across use
388  * of the inode, so let the slab aware of that.
389  */
390 void inode_init_once(struct inode *inode)
391 {
392         memset(inode, 0, sizeof(*inode));
393         INIT_HLIST_NODE(&inode->i_hash);
394         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_devices);
395         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_io_list);
396         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_wb_list);
397         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_lru);
398         __address_space_init_once(&inode->i_data);
399         i_size_ordered_init(inode);
400 }
401 EXPORT_SYMBOL(inode_init_once);
402
403 static void init_once(void *foo)
404 {
405         struct inode *inode = (struct inode *) foo;
406
407         inode_init_once(inode);
408 }
409
410 /*
411  * inode->i_lock must be held
412  */
413 void __iget(struct inode *inode)
414 {
415         atomic_inc(&inode->i_count);
416 }
417
418 /*
419  * get additional reference to inode; caller must already hold one.
420  */
421 void ihold(struct inode *inode)
422 {
423         WARN_ON(atomic_inc_return(&inode->i_count) < 2);
424 }
425 EXPORT_SYMBOL(ihold);
426
427 static void inode_lru_list_add(struct inode *inode)
428 {
429         if (list_lru_add(&inode->i_sb->s_inode_lru, &inode->i_lru))
430                 this_cpu_inc(nr_unused);
431         else
432                 inode->i_state |= I_REFERENCED;
433 }
434
435 /*
436  * Add inode to LRU if needed (inode is unused and clean).
437  *
438  * Needs inode->i_lock held.
439  */
440 void inode_add_lru(struct inode *inode)
441 {
442         if (!(inode->i_state & (I_DIRTY_ALL | I_SYNC |
443                                 I_FREEING | I_WILL_FREE)) &&
444             !atomic_read(&inode->i_count) && inode->i_sb->s_flags & SB_ACTIVE)
445                 inode_lru_list_add(inode);
446 }
447
448
449 static void inode_lru_list_del(struct inode *inode)
450 {
451
452         if (list_lru_del(&inode->i_sb->s_inode_lru, &inode->i_lru))
453                 this_cpu_dec(nr_unused);
454 }
455
456 /**
457  * inode_sb_list_add - add inode to the superblock list of inodes
458  * @inode: inode to add
459  */
460 void inode_sb_list_add(struct inode *inode)
461 {
462         spin_lock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
463         list_add(&inode->i_sb_list, &inode->i_sb->s_inodes);
464         spin_unlock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
465 }
466 EXPORT_SYMBOL_GPL(inode_sb_list_add);
467
468 static inline void inode_sb_list_del(struct inode *inode)
469 {
470         if (!list_empty(&inode->i_sb_list)) {
471                 spin_lock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
472                 list_del_init(&inode->i_sb_list);
473                 spin_unlock(&inode->i_sb->s_inode_list_lock);
474         }
475 }
476
477 static unsigned long hash(struct super_block *sb, unsigned long hashval)
478 {
479         unsigned long tmp;
480
481         tmp = (hashval * (unsigned long)sb) ^ (GOLDEN_RATIO_PRIME + hashval) /
482                         L1_CACHE_BYTES;
483         tmp = tmp ^ ((tmp ^ GOLDEN_RATIO_PRIME) >> i_hash_shift);
484         return tmp & i_hash_mask;
485 }
486
487 /**
488  *      __insert_inode_hash - hash an inode
489  *      @inode: unhashed inode
490  *      @hashval: unsigned long value used to locate this object in the
491  *              inode_hashtable.
492  *
493  *      Add an inode to the inode hash for this superblock.
494  */
495 void __insert_inode_hash(struct inode *inode, unsigned long hashval)
496 {
497         struct hlist_head *b = inode_hashtable + hash(inode->i_sb, hashval);
498
499         spin_lock(&inode_hash_lock);
500         spin_lock(&inode->i_lock);
501         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, b);
502         spin_unlock(&inode->i_lock);
503         spin_unlock(&inode_hash_lock);
504 }
505 EXPORT_SYMBOL(__insert_inode_hash);
506
507 /**
508  *      __remove_inode_hash - remove an inode from the hash
509  *      @inode: inode to unhash
510  *
511  *      Remove an inode from the superblock.
512  */
513 void __remove_inode_hash(struct inode *inode)
514 {
515         spin_lock(&inode_hash_lock);
516         spin_lock(&inode->i_lock);
517         hlist_del_init_rcu(&inode->i_hash);
518         spin_unlock(&inode->i_lock);
519         spin_unlock(&inode_hash_lock);
520 }
521 EXPORT_SYMBOL(__remove_inode_hash);
522
523 void clear_inode(struct inode *inode)
524 {
525         /*
526          * We have to cycle the i_pages lock here because reclaim can be in the
527          * process of removing the last page (in __delete_from_page_cache())
528          * and we must not free the mapping under it.
529          */
530         xa_lock_irq(&inode->i_data.i_pages);
531         BUG_ON(inode->i_data.nrpages);
532         BUG_ON(inode->i_data.nrexceptional);
533         xa_unlock_irq(&inode->i_data.i_pages);
534         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_data.private_list));
535         BUG_ON(!(inode->i_state & I_FREEING));
536         BUG_ON(inode->i_state & I_CLEAR);
537         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_wb_list));
538         /* don't need i_lock here, no concurrent mods to i_state */
539         inode->i_state = I_FREEING | I_CLEAR;
540 }
541 EXPORT_SYMBOL(clear_inode);
542
543 /*
544  * Free the inode passed in, removing it from the lists it is still connected
545  * to. We remove any pages still attached to the inode and wait for any IO that
546  * is still in progress before finally destroying the inode.
547  *
548  * An inode must already be marked I_FREEING so that we avoid the inode being
549  * moved back onto lists if we race with other code that manipulates the lists
550  * (e.g. writeback_single_inode). The caller is responsible for setting this.
551  *
552  * An inode must already be removed from the LRU list before being evicted from
553  * the cache. This should occur atomically with setting the I_FREEING state
554  * flag, so no inodes here should ever be on the LRU when being evicted.
555  */
556 static void evict(struct inode *inode)
557 {
558         const struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
559
560         BUG_ON(!(inode->i_state & I_FREEING));
561         BUG_ON(!list_empty(&inode->i_lru));
562
563         if (!list_empty(&inode->i_io_list))
564                 inode_io_list_del(inode);
565
566         inode_sb_list_del(inode);
567
568         /*
569          * Wait for flusher thread to be done with the inode so that filesystem
570          * does not start destroying it while writeback is still running. Since
571          * the inode has I_FREEING set, flusher thread won't start new work on
572          * the inode.  We just have to wait for running writeback to finish.
573          */
574         inode_wait_for_writeback(inode);
575
576         if (op->evict_inode) {
577                 op->evict_inode(inode);
578         } else {
579                 truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
580                 clear_inode(inode);
581         }
582         if (S_ISBLK(inode->i_mode) && inode->i_bdev)
583                 bd_forget(inode);
584         if (S_ISCHR(inode->i_mode) && inode->i_cdev)
585                 cd_forget(inode);
586
587         remove_inode_hash(inode);
588
589         spin_lock(&inode->i_lock);
590         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW);
591         BUG_ON(inode->i_state != (I_FREEING | I_CLEAR));
592         spin_unlock(&inode->i_lock);
593
594         destroy_inode(inode);
595 }
596
597 /*
598  * dispose_list - dispose of the contents of a local list
599  * @head: the head of the list to free
600  *
601  * Dispose-list gets a local list with local inodes in it, so it doesn't
602  * need to worry about list corruption and SMP locks.
603  */
604 static void dispose_list(struct list_head *head)
605 {
606         while (!list_empty(head)) {
607                 struct inode *inode;
608
609                 inode = list_first_entry(head, struct inode, i_lru);
610                 list_del_init(&inode->i_lru);
611
612                 evict(inode);
613                 cond_resched();
614         }
615 }
616
617 /**
618  * evict_inodes - evict all evictable inodes for a superblock
619  * @sb:         superblock to operate on
620  *
621  * Make sure that no inodes with zero refcount are retained.  This is
622  * called by superblock shutdown after having SB_ACTIVE flag removed,
623  * so any inode reaching zero refcount during or after that call will
624  * be immediately evicted.
625  */
626 void evict_inodes(struct super_block *sb)
627 {
628         struct inode *inode, *next;
629         LIST_HEAD(dispose);
630
631 again:
632         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
633         list_for_each_entry_safe(inode, next, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
634                 if (atomic_read(&inode->i_count))
635                         continue;
636
637                 spin_lock(&inode->i_lock);
638                 if (inode->i_state & (I_NEW | I_FREEING | I_WILL_FREE)) {
639                         spin_unlock(&inode->i_lock);
640                         continue;
641                 }
642
643                 inode->i_state |= I_FREEING;
644                 inode_lru_list_del(inode);
645                 spin_unlock(&inode->i_lock);
646                 list_add(&inode->i_lru, &dispose);
647
648                 /*
649                  * We can have a ton of inodes to evict at unmount time given
650                  * enough memory, check to see if we need to go to sleep for a
651                  * bit so we don't livelock.
652                  */
653                 if (need_resched()) {
654                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
655                         cond_resched();
656                         dispose_list(&dispose);
657                         goto again;
658                 }
659         }
660         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
661
662         dispose_list(&dispose);
663 }
664 EXPORT_SYMBOL_GPL(evict_inodes);
665
666 /**
667  * invalidate_inodes    - attempt to free all inodes on a superblock
668  * @sb:         superblock to operate on
669  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
670  *
671  * Attempts to free all inodes for a given superblock.  If there were any
672  * busy inodes return a non-zero value, else zero.
673  * If @kill_dirty is set, discard dirty inodes too, otherwise treat
674  * them as busy.
675  */
676 int invalidate_inodes(struct super_block *sb, bool kill_dirty)
677 {
678         int busy = 0;
679         struct inode *inode, *next;
680         LIST_HEAD(dispose);
681
682 again:
683         spin_lock(&sb->s_inode_list_lock);
684         list_for_each_entry_safe(inode, next, &sb->s_inodes, i_sb_list) {
685                 spin_lock(&inode->i_lock);
686                 if (inode->i_state & (I_NEW | I_FREEING | I_WILL_FREE)) {
687                         spin_unlock(&inode->i_lock);
688                         continue;
689                 }
690                 if (inode->i_state & I_DIRTY_ALL && !kill_dirty) {
691                         spin_unlock(&inode->i_lock);
692                         busy = 1;
693                         continue;
694                 }
695                 if (atomic_read(&inode->i_count)) {
696                         spin_unlock(&inode->i_lock);
697                         busy = 1;
698                         continue;
699                 }
700
701                 inode->i_state |= I_FREEING;
702                 inode_lru_list_del(inode);
703                 spin_unlock(&inode->i_lock);
704                 list_add(&inode->i_lru, &dispose);
705                 if (need_resched()) {
706                         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
707                         cond_resched();
708                         dispose_list(&dispose);
709                         goto again;
710                 }
711         }
712         spin_unlock(&sb->s_inode_list_lock);
713
714         dispose_list(&dispose);
715
716         return busy;
717 }
718
719 /*
720  * Isolate the inode from the LRU in preparation for freeing it.
721  *
722  * Any inodes which are pinned purely because of attached pagecache have their
723  * pagecache removed.  If the inode has metadata buffers attached to
724  * mapping->private_list then try to remove them.
725  *
726  * If the inode has the I_REFERENCED flag set, then it means that it has been
727  * used recently - the flag is set in iput_final(). When we encounter such an
728  * inode, clear the flag and move it to the back of the LRU so it gets another
729  * pass through the LRU before it gets reclaimed. This is necessary because of
730  * the fact we are doing lazy LRU updates to minimise lock contention so the
731  * LRU does not have strict ordering. Hence we don't want to reclaim inodes
732  * with this flag set because they are the inodes that are out of order.
733  */
734 static enum lru_status inode_lru_isolate(struct list_head *item,
735                 struct list_lru_one *lru, spinlock_t *lru_lock, void *arg)
736 {
737         struct list_head *freeable = arg;
738         struct inode    *inode = container_of(item, struct inode, i_lru);
739
740         /*
741          * we are inverting the lru lock/inode->i_lock here, so use a trylock.
742          * If we fail to get the lock, just skip it.
743          */
744         if (!spin_trylock(&inode->i_lock))
745                 return LRU_SKIP;
746
747         /*
748          * Referenced or dirty inodes are still in use. Give them another pass
749          * through the LRU as we canot reclaim them now.
750          */
751         if (atomic_read(&inode->i_count) ||
752             (inode->i_state & ~I_REFERENCED)) {
753                 list_lru_isolate(lru, &inode->i_lru);
754                 spin_unlock(&inode->i_lock);
755                 this_cpu_dec(nr_unused);
756                 return LRU_REMOVED;
757         }
758
759         /* recently referenced inodes get one more pass */
760         if (inode->i_state & I_REFERENCED) {
761                 inode->i_state &= ~I_REFERENCED;
762                 spin_unlock(&inode->i_lock);
763                 return LRU_ROTATE;
764         }
765
766         if (inode_has_buffers(inode) || inode->i_data.nrpages) {
767                 __iget(inode);
768                 spin_unlock(&inode->i_lock);
769                 spin_unlock(lru_lock);
770                 if (remove_inode_buffers(inode)) {
771                         unsigned long reap;
772                         reap = invalidate_mapping_pages(&inode->i_data, 0, -1);
773                         if (current_is_kswapd())
774                                 __count_vm_events(KSWAPD_INODESTEAL, reap);
775                         else
776                                 __count_vm_events(PGINODESTEAL, reap);
777                         if (current->reclaim_state)
778                                 current->reclaim_state->reclaimed_slab += reap;
779                 }
780                 iput(inode);
781                 spin_lock(lru_lock);
782                 return LRU_RETRY;
783         }
784
785         WARN_ON(inode->i_state & I_NEW);
786         inode->i_state |= I_FREEING;
787         list_lru_isolate_move(lru, &inode->i_lru, freeable);
788         spin_unlock(&inode->i_lock);
789
790         this_cpu_dec(nr_unused);
791         return LRU_REMOVED;
792 }
793
794 /*
795  * Walk the superblock inode LRU for freeable inodes and attempt to free them.
796  * This is called from the superblock shrinker function with a number of inodes
797  * to trim from the LRU. Inodes to be freed are moved to a temporary list and
798  * then are freed outside inode_lock by dispose_list().
799  */
800 long prune_icache_sb(struct super_block *sb, struct shrink_control *sc)
801 {
802         LIST_HEAD(freeable);
803         long freed;
804
805         freed = list_lru_shrink_walk(&sb->s_inode_lru, sc,
806                                      inode_lru_isolate, &freeable);
807         dispose_list(&freeable);
808         return freed;
809 }
810
811 static void __wait_on_freeing_inode(struct inode *inode);
812 /*
813  * Called with the inode lock held.
814  */
815 static struct inode *find_inode(struct super_block *sb,
816                                 struct hlist_head *head,
817                                 int (*test)(struct inode *, void *),
818                                 void *data)
819 {
820         struct inode *inode = NULL;
821
822 repeat:
823         hlist_for_each_entry(inode, head, i_hash) {
824                 if (inode->i_sb != sb)
825                         continue;
826                 if (!test(inode, data))
827                         continue;
828                 spin_lock(&inode->i_lock);
829                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE)) {
830                         __wait_on_freeing_inode(inode);
831                         goto repeat;
832                 }
833                 if (unlikely(inode->i_state & I_CREATING)) {
834                         spin_unlock(&inode->i_lock);
835                         return ERR_PTR(-ESTALE);
836                 }
837                 __iget(inode);
838                 spin_unlock(&inode->i_lock);
839                 return inode;
840         }
841         return NULL;
842 }
843
844 /*
845  * find_inode_fast is the fast path version of find_inode, see the comment at
846  * iget_locked for details.
847  */
848 static struct inode *find_inode_fast(struct super_block *sb,
849                                 struct hlist_head *head, unsigned long ino)
850 {
851         struct inode *inode = NULL;
852
853 repeat:
854         hlist_for_each_entry(inode, head, i_hash) {
855                 if (inode->i_ino != ino)
856                         continue;
857                 if (inode->i_sb != sb)
858                         continue;
859                 spin_lock(&inode->i_lock);
860                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE)) {
861                         __wait_on_freeing_inode(inode);
862                         goto repeat;
863                 }
864                 if (unlikely(inode->i_state & I_CREATING)) {
865                         spin_unlock(&inode->i_lock);
866                         return ERR_PTR(-ESTALE);
867                 }
868                 __iget(inode);
869                 spin_unlock(&inode->i_lock);
870                 return inode;
871         }
872         return NULL;
873 }
874
875 /*
876  * Each cpu owns a range of LAST_INO_BATCH numbers.
877  * 'shared_last_ino' is dirtied only once out of LAST_INO_BATCH allocations,
878  * to renew the exhausted range.
879  *
880  * This does not significantly increase overflow rate because every CPU can
881  * consume at most LAST_INO_BATCH-1 unused inode numbers. So there is
882  * NR_CPUS*(LAST_INO_BATCH-1) wastage. At 4096 and 1024, this is ~0.1% of the
883  * 2^32 range, and is a worst-case. Even a 50% wastage would only increase
884  * overflow rate by 2x, which does not seem too significant.
885  *
886  * On a 32bit, non LFS stat() call, glibc will generate an EOVERFLOW
887  * error if st_ino won't fit in target struct field. Use 32bit counter
888  * here to attempt to avoid that.
889  */
890 #define LAST_INO_BATCH 1024
891 static DEFINE_PER_CPU(unsigned int, last_ino);
892
893 unsigned int get_next_ino(void)
894 {
895         unsigned int *p = &get_cpu_var(last_ino);
896         unsigned int res = *p;
897
898 #ifdef CONFIG_SMP
899         if (unlikely((res & (LAST_INO_BATCH-1)) == 0)) {
900                 static atomic_t shared_last_ino;
901                 int next = atomic_add_return(LAST_INO_BATCH, &shared_last_ino);
902
903                 res = next - LAST_INO_BATCH;
904         }
905 #endif
906
907         res++;
908         /* get_next_ino should not provide a 0 inode number */
909         if (unlikely(!res))
910                 res++;
911         *p = res;
912         put_cpu_var(last_ino);
913         return res;
914 }
915 EXPORT_SYMBOL(get_next_ino);
916
917 /**
918  *      new_inode_pseudo        - obtain an inode
919  *      @sb: superblock
920  *
921  *      Allocates a new inode for given superblock.
922  *      Inode wont be chained in superblock s_inodes list
923  *      This means :
924  *      - fs can't be unmount
925  *      - quotas, fsnotify, writeback can't work
926  */
927 struct inode *new_inode_pseudo(struct super_block *sb)
928 {
929         struct inode *inode = alloc_inode(sb);
930
931         if (inode) {
932                 spin_lock(&inode->i_lock);
933                 inode->i_state = 0;
934                 spin_unlock(&inode->i_lock);
935                 INIT_LIST_HEAD(&inode->i_sb_list);
936         }
937         return inode;
938 }
939
940 /**
941  *      new_inode       - obtain an inode
942  *      @sb: superblock
943  *
944  *      Allocates a new inode for given superblock. The default gfp_mask
945  *      for allocations related to inode->i_mapping is GFP_HIGHUSER_MOVABLE.
946  *      If HIGHMEM pages are unsuitable or it is known that pages allocated
947  *      for the page cache are not reclaimable or migratable,
948  *      mapping_set_gfp_mask() must be called with suitable flags on the
949  *      newly created inode's mapping
950  *
951  */
952 struct inode *new_inode(struct super_block *sb)
953 {
954         struct inode *inode;
955
956         spin_lock_prefetch(&sb->s_inode_list_lock);
957
958         inode = new_inode_pseudo(sb);
959         if (inode)
960                 inode_sb_list_add(inode);
961         return inode;
962 }
963 EXPORT_SYMBOL(new_inode);
964
965 #ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
966 void lockdep_annotate_inode_mutex_key(struct inode *inode)
967 {
968         if (S_ISDIR(inode->i_mode)) {
969                 struct file_system_type *type = inode->i_sb->s_type;
970
971                 /* Set new key only if filesystem hasn't already changed it */
972                 if (lockdep_match_class(&inode->i_rwsem, &type->i_mutex_key)) {
973                         /*
974                          * ensure nobody is actually holding i_mutex
975                          */
976                         // mutex_destroy(&inode->i_mutex);
977                         init_rwsem(&inode->i_rwsem);
978                         lockdep_set_class(&inode->i_rwsem,
979                                           &type->i_mutex_dir_key);
980                 }
981         }
982 }
983 EXPORT_SYMBOL(lockdep_annotate_inode_mutex_key);
984 #endif
985
986 /**
987  * unlock_new_inode - clear the I_NEW state and wake up any waiters
988  * @inode:      new inode to unlock
989  *
990  * Called when the inode is fully initialised to clear the new state of the
991  * inode and wake up anyone waiting for the inode to finish initialisation.
992  */
993 void unlock_new_inode(struct inode *inode)
994 {
995         lockdep_annotate_inode_mutex_key(inode);
996         spin_lock(&inode->i_lock);
997         WARN_ON(!(inode->i_state & I_NEW));
998         inode->i_state &= ~I_NEW & ~I_CREATING;
999         smp_mb();
1000         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW);
1001         spin_unlock(&inode->i_lock);
1002 }
1003 EXPORT_SYMBOL(unlock_new_inode);
1004
1005 void discard_new_inode(struct inode *inode)
1006 {
1007         lockdep_annotate_inode_mutex_key(inode);
1008         spin_lock(&inode->i_lock);
1009         WARN_ON(!(inode->i_state & I_NEW));
1010         inode->i_state &= ~I_NEW;
1011         smp_mb();
1012         wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW);
1013         spin_unlock(&inode->i_lock);
1014         iput(inode);
1015 }
1016 EXPORT_SYMBOL(discard_new_inode);
1017
1018 /**
1019  * lock_two_inodes - lock two inodes (may be regular files but also dirs)
1020  *
1021  * Lock any non-NULL argument. The caller must make sure that if he is passing
1022  * in two directories, one is not ancestor of the other.  Zero, one or two
1023  * objects may be locked by this function.
1024  *
1025  * @inode1: first inode to lock
1026  * @inode2: second inode to lock
1027  * @subclass1: inode lock subclass for the first lock obtained
1028  * @subclass2: inode lock subclass for the second lock obtained
1029  */
1030 void lock_two_inodes(struct inode *inode1, struct inode *inode2,
1031                      unsigned subclass1, unsigned subclass2)
1032 {
1033         if (!inode1 || !inode2) {
1034                 /*
1035                  * Make sure @subclass1 will be used for the acquired lock.
1036                  * This is not strictly necessary (no current caller cares) but
1037                  * let's keep things consistent.
1038                  */
1039                 if (!inode1)
1040                         swap(inode1, inode2);
1041                 goto lock;
1042         }
1043
1044         /*
1045          * If one object is directory and the other is not, we must make sure
1046          * to lock directory first as the other object may be its child.
1047          */
1048         if (S_ISDIR(inode2->i_mode) == S_ISDIR(inode1->i_mode)) {
1049                 if (inode1 > inode2)
1050                         swap(inode1, inode2);
1051         } else if (!S_ISDIR(inode1->i_mode))
1052                 swap(inode1, inode2);
1053 lock:
1054         if (inode1)
1055                 inode_lock_nested(inode1, subclass1);
1056         if (inode2 && inode2 != inode1)
1057                 inode_lock_nested(inode2, subclass2);
1058 }
1059
1060 /**
1061  * lock_two_nondirectories - take two i_mutexes on non-directory objects
1062  *
1063  * Lock any non-NULL argument that is not a directory.
1064  * Zero, one or two objects may be locked by this function.
1065  *
1066  * @inode1: first inode to lock
1067  * @inode2: second inode to lock
1068  */
1069 void lock_two_nondirectories(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
1070 {
1071         if (inode1 > inode2)
1072                 swap(inode1, inode2);
1073
1074         if (inode1 && !S_ISDIR(inode1->i_mode))
1075                 inode_lock(inode1);
1076         if (inode2 && !S_ISDIR(inode2->i_mode) && inode2 != inode1)
1077                 inode_lock_nested(inode2, I_MUTEX_NONDIR2);
1078 }
1079 EXPORT_SYMBOL(lock_two_nondirectories);
1080
1081 /**
1082  * unlock_two_nondirectories - release locks from lock_two_nondirectories()
1083  * @inode1: first inode to unlock
1084  * @inode2: second inode to unlock
1085  */
1086 void unlock_two_nondirectories(struct inode *inode1, struct inode *inode2)
1087 {
1088         if (inode1 && !S_ISDIR(inode1->i_mode))
1089                 inode_unlock(inode1);
1090         if (inode2 && !S_ISDIR(inode2->i_mode) && inode2 != inode1)
1091                 inode_unlock(inode2);
1092 }
1093 EXPORT_SYMBOL(unlock_two_nondirectories);
1094
1095 /**
1096  * inode_insert5 - obtain an inode from a mounted file system
1097  * @inode:      pre-allocated inode to use for insert to cache
1098  * @hashval:    hash value (usually inode number) to get
1099  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1100  * @set:        callback used to initialize a new struct inode
1101  * @data:       opaque data pointer to pass to @test and @set
1102  *
1103  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1104  * and if present it is return it with an increased reference count. This is
1105  * a variant of iget5_locked() for callers that don't want to fail on memory
1106  * allocation of inode.
1107  *
1108  * If the inode is not in cache, insert the pre-allocated inode to cache and
1109  * return it locked, hashed, and with the I_NEW flag set. The file system gets
1110  * to fill it in before unlocking it via unlock_new_inode().
1111  *
1112  * Note both @test and @set are called with the inode_hash_lock held, so can't
1113  * sleep.
1114  */
1115 struct inode *inode_insert5(struct inode *inode, unsigned long hashval,
1116                             int (*test)(struct inode *, void *),
1117                             int (*set)(struct inode *, void *), void *data)
1118 {
1119         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(inode->i_sb, hashval);
1120         struct inode *old;
1121         bool creating = inode->i_state & I_CREATING;
1122
1123 again:
1124         spin_lock(&inode_hash_lock);
1125         old = find_inode(inode->i_sb, head, test, data);
1126         if (unlikely(old)) {
1127                 /*
1128                  * Uhhuh, somebody else created the same inode under us.
1129                  * Use the old inode instead of the preallocated one.
1130                  */
1131                 spin_unlock(&inode_hash_lock);
1132                 if (IS_ERR(old))
1133                         return NULL;
1134                 wait_on_inode(old);
1135                 if (unlikely(inode_unhashed(old))) {
1136                         iput(old);
1137                         goto again;
1138                 }
1139                 return old;
1140         }
1141
1142         if (set && unlikely(set(inode, data))) {
1143                 inode = NULL;
1144                 goto unlock;
1145         }
1146
1147         /*
1148          * Return the locked inode with I_NEW set, the
1149          * caller is responsible for filling in the contents
1150          */
1151         spin_lock(&inode->i_lock);
1152         inode->i_state |= I_NEW;
1153         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, head);
1154         spin_unlock(&inode->i_lock);
1155         if (!creating)
1156                 inode_sb_list_add(inode);
1157 unlock:
1158         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1159
1160         return inode;
1161 }
1162 EXPORT_SYMBOL(inode_insert5);
1163
1164 /**
1165  * iget5_locked - obtain an inode from a mounted file system
1166  * @sb:         super block of file system
1167  * @hashval:    hash value (usually inode number) to get
1168  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1169  * @set:        callback used to initialize a new struct inode
1170  * @data:       opaque data pointer to pass to @test and @set
1171  *
1172  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1173  * and if present it is return it with an increased reference count. This is
1174  * a generalized version of iget_locked() for file systems where the inode
1175  * number is not sufficient for unique identification of an inode.
1176  *
1177  * If the inode is not in cache, allocate a new inode and return it locked,
1178  * hashed, and with the I_NEW flag set. The file system gets to fill it in
1179  * before unlocking it via unlock_new_inode().
1180  *
1181  * Note both @test and @set are called with the inode_hash_lock held, so can't
1182  * sleep.
1183  */
1184 struct inode *iget5_locked(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1185                 int (*test)(struct inode *, void *),
1186                 int (*set)(struct inode *, void *), void *data)
1187 {
1188         struct inode *inode = ilookup5(sb, hashval, test, data);
1189
1190         if (!inode) {
1191                 struct inode *new = alloc_inode(sb);
1192
1193                 if (new) {
1194                         new->i_state = 0;
1195                         inode = inode_insert5(new, hashval, test, set, data);
1196                         if (unlikely(inode != new))
1197                                 destroy_inode(new);
1198                 }
1199         }
1200         return inode;
1201 }
1202 EXPORT_SYMBOL(iget5_locked);
1203
1204 /**
1205  * iget_locked - obtain an inode from a mounted file system
1206  * @sb:         super block of file system
1207  * @ino:        inode number to get
1208  *
1209  * Search for the inode specified by @ino in the inode cache and if present
1210  * return it with an increased reference count. This is for file systems
1211  * where the inode number is sufficient for unique identification of an inode.
1212  *
1213  * If the inode is not in cache, allocate a new inode and return it locked,
1214  * hashed, and with the I_NEW flag set.  The file system gets to fill it in
1215  * before unlocking it via unlock_new_inode().
1216  */
1217 struct inode *iget_locked(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1218 {
1219         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1220         struct inode *inode;
1221 again:
1222         spin_lock(&inode_hash_lock);
1223         inode = find_inode_fast(sb, head, ino);
1224         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1225         if (inode) {
1226                 if (IS_ERR(inode))
1227                         return NULL;
1228                 wait_on_inode(inode);
1229                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1230                         iput(inode);
1231                         goto again;
1232                 }
1233                 return inode;
1234         }
1235
1236         inode = alloc_inode(sb);
1237         if (inode) {
1238                 struct inode *old;
1239
1240                 spin_lock(&inode_hash_lock);
1241                 /* We released the lock, so.. */
1242                 old = find_inode_fast(sb, head, ino);
1243                 if (!old) {
1244                         inode->i_ino = ino;
1245                         spin_lock(&inode->i_lock);
1246                         inode->i_state = I_NEW;
1247                         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, head);
1248                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1249                         inode_sb_list_add(inode);
1250                         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1251
1252                         /* Return the locked inode with I_NEW set, the
1253                          * caller is responsible for filling in the contents
1254                          */
1255                         return inode;
1256                 }
1257
1258                 /*
1259                  * Uhhuh, somebody else created the same inode under
1260                  * us. Use the old inode instead of the one we just
1261                  * allocated.
1262                  */
1263                 spin_unlock(&inode_hash_lock);
1264                 destroy_inode(inode);
1265                 if (IS_ERR(old))
1266                         return NULL;
1267                 inode = old;
1268                 wait_on_inode(inode);
1269                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1270                         iput(inode);
1271                         goto again;
1272                 }
1273         }
1274         return inode;
1275 }
1276 EXPORT_SYMBOL(iget_locked);
1277
1278 /*
1279  * search the inode cache for a matching inode number.
1280  * If we find one, then the inode number we are trying to
1281  * allocate is not unique and so we should not use it.
1282  *
1283  * Returns 1 if the inode number is unique, 0 if it is not.
1284  */
1285 static int test_inode_iunique(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1286 {
1287         struct hlist_head *b = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1288         struct inode *inode;
1289
1290         hlist_for_each_entry_rcu(inode, b, i_hash) {
1291                 if (inode->i_ino == ino && inode->i_sb == sb)
1292                         return 0;
1293         }
1294         return 1;
1295 }
1296
1297 /**
1298  *      iunique - get a unique inode number
1299  *      @sb: superblock
1300  *      @max_reserved: highest reserved inode number
1301  *
1302  *      Obtain an inode number that is unique on the system for a given
1303  *      superblock. This is used by file systems that have no natural
1304  *      permanent inode numbering system. An inode number is returned that
1305  *      is higher than the reserved limit but unique.
1306  *
1307  *      BUGS:
1308  *      With a large number of inodes live on the file system this function
1309  *      currently becomes quite slow.
1310  */
1311 ino_t iunique(struct super_block *sb, ino_t max_reserved)
1312 {
1313         /*
1314          * On a 32bit, non LFS stat() call, glibc will generate an EOVERFLOW
1315          * error if st_ino won't fit in target struct field. Use 32bit counter
1316          * here to attempt to avoid that.
1317          */
1318         static DEFINE_SPINLOCK(iunique_lock);
1319         static unsigned int counter;
1320         ino_t res;
1321
1322         rcu_read_lock();
1323         spin_lock(&iunique_lock);
1324         do {
1325                 if (counter <= max_reserved)
1326                         counter = max_reserved + 1;
1327                 res = counter++;
1328         } while (!test_inode_iunique(sb, res));
1329         spin_unlock(&iunique_lock);
1330         rcu_read_unlock();
1331
1332         return res;
1333 }
1334 EXPORT_SYMBOL(iunique);
1335
1336 struct inode *igrab(struct inode *inode)
1337 {
1338         spin_lock(&inode->i_lock);
1339         if (!(inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE))) {
1340                 __iget(inode);
1341                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1342         } else {
1343                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1344                 /*
1345                  * Handle the case where s_op->clear_inode is not been
1346                  * called yet, and somebody is calling igrab
1347                  * while the inode is getting freed.
1348                  */
1349                 inode = NULL;
1350         }
1351         return inode;
1352 }
1353 EXPORT_SYMBOL(igrab);
1354
1355 /**
1356  * ilookup5_nowait - search for an inode in the inode cache
1357  * @sb:         super block of file system to search
1358  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
1359  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1360  * @data:       opaque data pointer to pass to @test
1361  *
1362  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache.
1363  * If the inode is in the cache, the inode is returned with an incremented
1364  * reference count.
1365  *
1366  * Note: I_NEW is not waited upon so you have to be very careful what you do
1367  * with the returned inode.  You probably should be using ilookup5() instead.
1368  *
1369  * Note2: @test is called with the inode_hash_lock held, so can't sleep.
1370  */
1371 struct inode *ilookup5_nowait(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1372                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1373 {
1374         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
1375         struct inode *inode;
1376
1377         spin_lock(&inode_hash_lock);
1378         inode = find_inode(sb, head, test, data);
1379         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1380
1381         return IS_ERR(inode) ? NULL : inode;
1382 }
1383 EXPORT_SYMBOL(ilookup5_nowait);
1384
1385 /**
1386  * ilookup5 - search for an inode in the inode cache
1387  * @sb:         super block of file system to search
1388  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
1389  * @test:       callback used for comparisons between inodes
1390  * @data:       opaque data pointer to pass to @test
1391  *
1392  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1393  * and if the inode is in the cache, return the inode with an incremented
1394  * reference count.  Waits on I_NEW before returning the inode.
1395  * returned with an incremented reference count.
1396  *
1397  * This is a generalized version of ilookup() for file systems where the
1398  * inode number is not sufficient for unique identification of an inode.
1399  *
1400  * Note: @test is called with the inode_hash_lock held, so can't sleep.
1401  */
1402 struct inode *ilookup5(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1403                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1404 {
1405         struct inode *inode;
1406 again:
1407         inode = ilookup5_nowait(sb, hashval, test, data);
1408         if (inode) {
1409                 wait_on_inode(inode);
1410                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1411                         iput(inode);
1412                         goto again;
1413                 }
1414         }
1415         return inode;
1416 }
1417 EXPORT_SYMBOL(ilookup5);
1418
1419 /**
1420  * ilookup - search for an inode in the inode cache
1421  * @sb:         super block of file system to search
1422  * @ino:        inode number to search for
1423  *
1424  * Search for the inode @ino in the inode cache, and if the inode is in the
1425  * cache, the inode is returned with an incremented reference count.
1426  */
1427 struct inode *ilookup(struct super_block *sb, unsigned long ino)
1428 {
1429         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1430         struct inode *inode;
1431 again:
1432         spin_lock(&inode_hash_lock);
1433         inode = find_inode_fast(sb, head, ino);
1434         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1435
1436         if (inode) {
1437                 if (IS_ERR(inode))
1438                         return NULL;
1439                 wait_on_inode(inode);
1440                 if (unlikely(inode_unhashed(inode))) {
1441                         iput(inode);
1442                         goto again;
1443                 }
1444         }
1445         return inode;
1446 }
1447 EXPORT_SYMBOL(ilookup);
1448
1449 /**
1450  * find_inode_nowait - find an inode in the inode cache
1451  * @sb:         super block of file system to search
1452  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
1453  * @match:      callback used for comparisons between inodes
1454  * @data:       opaque data pointer to pass to @match
1455  *
1456  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode
1457  * cache, where the helper function @match will return 0 if the inode
1458  * does not match, 1 if the inode does match, and -1 if the search
1459  * should be stopped.  The @match function must be responsible for
1460  * taking the i_lock spin_lock and checking i_state for an inode being
1461  * freed or being initialized, and incrementing the reference count
1462  * before returning 1.  It also must not sleep, since it is called with
1463  * the inode_hash_lock spinlock held.
1464  *
1465  * This is a even more generalized version of ilookup5() when the
1466  * function must never block --- find_inode() can block in
1467  * __wait_on_freeing_inode() --- or when the caller can not increment
1468  * the reference count because the resulting iput() might cause an
1469  * inode eviction.  The tradeoff is that the @match funtion must be
1470  * very carefully implemented.
1471  */
1472 struct inode *find_inode_nowait(struct super_block *sb,
1473                                 unsigned long hashval,
1474                                 int (*match)(struct inode *, unsigned long,
1475                                              void *),
1476                                 void *data)
1477 {
1478         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
1479         struct inode *inode, *ret_inode = NULL;
1480         int mval;
1481
1482         spin_lock(&inode_hash_lock);
1483         hlist_for_each_entry(inode, head, i_hash) {
1484                 if (inode->i_sb != sb)
1485                         continue;
1486                 mval = match(inode, hashval, data);
1487                 if (mval == 0)
1488                         continue;
1489                 if (mval == 1)
1490                         ret_inode = inode;
1491                 goto out;
1492         }
1493 out:
1494         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1495         return ret_inode;
1496 }
1497 EXPORT_SYMBOL(find_inode_nowait);
1498
1499 /**
1500  * find_inode_rcu - find an inode in the inode cache
1501  * @sb:         Super block of file system to search
1502  * @hashval:    Key to hash
1503  * @test:       Function to test match on an inode
1504  * @data:       Data for test function
1505  *
1506  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1507  * where the helper function @test will return 0 if the inode does not match
1508  * and 1 if it does.  The @test function must be responsible for taking the
1509  * i_lock spin_lock and checking i_state for an inode being freed or being
1510  * initialized.
1511  *
1512  * If successful, this will return the inode for which the @test function
1513  * returned 1 and NULL otherwise.
1514  *
1515  * The @test function is not permitted to take a ref on any inode presented.
1516  * It is also not permitted to sleep.
1517  *
1518  * The caller must hold the RCU read lock.
1519  */
1520 struct inode *find_inode_rcu(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
1521                              int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1522 {
1523         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
1524         struct inode *inode;
1525
1526         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_held(),
1527                          "suspicious find_inode_rcu() usage");
1528
1529         hlist_for_each_entry_rcu(inode, head, i_hash) {
1530                 if (inode->i_sb == sb &&
1531                     !(READ_ONCE(inode->i_state) & (I_FREEING | I_WILL_FREE)) &&
1532                     test(inode, data))
1533                         return inode;
1534         }
1535         return NULL;
1536 }
1537 EXPORT_SYMBOL(find_inode_rcu);
1538
1539 /**
1540  * find_inode_by_rcu - Find an inode in the inode cache
1541  * @sb:         Super block of file system to search
1542  * @ino:        The inode number to match
1543  *
1544  * Search for the inode specified by @hashval and @data in the inode cache,
1545  * where the helper function @test will return 0 if the inode does not match
1546  * and 1 if it does.  The @test function must be responsible for taking the
1547  * i_lock spin_lock and checking i_state for an inode being freed or being
1548  * initialized.
1549  *
1550  * If successful, this will return the inode for which the @test function
1551  * returned 1 and NULL otherwise.
1552  *
1553  * The @test function is not permitted to take a ref on any inode presented.
1554  * It is also not permitted to sleep.
1555  *
1556  * The caller must hold the RCU read lock.
1557  */
1558 struct inode *find_inode_by_ino_rcu(struct super_block *sb,
1559                                     unsigned long ino)
1560 {
1561         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1562         struct inode *inode;
1563
1564         RCU_LOCKDEP_WARN(!rcu_read_lock_held(),
1565                          "suspicious find_inode_by_ino_rcu() usage");
1566
1567         hlist_for_each_entry_rcu(inode, head, i_hash) {
1568                 if (inode->i_ino == ino &&
1569                     inode->i_sb == sb &&
1570                     !(READ_ONCE(inode->i_state) & (I_FREEING | I_WILL_FREE)))
1571                     return inode;
1572         }
1573         return NULL;
1574 }
1575 EXPORT_SYMBOL(find_inode_by_ino_rcu);
1576
1577 int insert_inode_locked(struct inode *inode)
1578 {
1579         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1580         ino_t ino = inode->i_ino;
1581         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
1582
1583         while (1) {
1584                 struct inode *old = NULL;
1585                 spin_lock(&inode_hash_lock);
1586                 hlist_for_each_entry(old, head, i_hash) {
1587                         if (old->i_ino != ino)
1588                                 continue;
1589                         if (old->i_sb != sb)
1590                                 continue;
1591                         spin_lock(&old->i_lock);
1592                         if (old->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE)) {
1593                                 spin_unlock(&old->i_lock);
1594                                 continue;
1595                         }
1596                         break;
1597                 }
1598                 if (likely(!old)) {
1599                         spin_lock(&inode->i_lock);
1600                         inode->i_state |= I_NEW | I_CREATING;
1601                         hlist_add_head_rcu(&inode->i_hash, head);
1602                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1603                         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1604                         return 0;
1605                 }
1606                 if (unlikely(old->i_state & I_CREATING)) {
1607                         spin_unlock(&old->i_lock);
1608                         spin_unlock(&inode_hash_lock);
1609                         return -EBUSY;
1610                 }
1611                 __iget(old);
1612                 spin_unlock(&old->i_lock);
1613                 spin_unlock(&inode_hash_lock);
1614                 wait_on_inode(old);
1615                 if (unlikely(!inode_unhashed(old))) {
1616                         iput(old);
1617                         return -EBUSY;
1618                 }
1619                 iput(old);
1620         }
1621 }
1622 EXPORT_SYMBOL(insert_inode_locked);
1623
1624 int insert_inode_locked4(struct inode *inode, unsigned long hashval,
1625                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
1626 {
1627         struct inode *old;
1628
1629         inode->i_state |= I_CREATING;
1630         old = inode_insert5(inode, hashval, test, NULL, data);
1631
1632         if (old != inode) {
1633                 iput(old);
1634                 return -EBUSY;
1635         }
1636         return 0;
1637 }
1638 EXPORT_SYMBOL(insert_inode_locked4);
1639
1640
1641 int generic_delete_inode(struct inode *inode)
1642 {
1643         return 1;
1644 }
1645 EXPORT_SYMBOL(generic_delete_inode);
1646
1647 /*
1648  * Called when we're dropping the last reference
1649  * to an inode.
1650  *
1651  * Call the FS "drop_inode()" function, defaulting to
1652  * the legacy UNIX filesystem behaviour.  If it tells
1653  * us to evict inode, do so.  Otherwise, retain inode
1654  * in cache if fs is alive, sync and evict if fs is
1655  * shutting down.
1656  */
1657 static void iput_final(struct inode *inode)
1658 {
1659         struct super_block *sb = inode->i_sb;
1660         const struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
1661         unsigned long state;
1662         int drop;
1663
1664         WARN_ON(inode->i_state & I_NEW);
1665
1666         if (op->drop_inode)
1667                 drop = op->drop_inode(inode);
1668         else
1669                 drop = generic_drop_inode(inode);
1670
1671         if (!drop &&
1672             !(inode->i_state & I_DONTCACHE) &&
1673             (sb->s_flags & SB_ACTIVE)) {
1674                 inode_add_lru(inode);
1675                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1676                 return;
1677         }
1678
1679         state = inode->i_state;
1680         if (!drop) {
1681                 WRITE_ONCE(inode->i_state, state | I_WILL_FREE);
1682                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1683
1684                 write_inode_now(inode, 1);
1685
1686                 spin_lock(&inode->i_lock);
1687                 state = inode->i_state;
1688                 WARN_ON(state & I_NEW);
1689                 state &= ~I_WILL_FREE;
1690         }
1691
1692         WRITE_ONCE(inode->i_state, state | I_FREEING);
1693         if (!list_empty(&inode->i_lru))
1694                 inode_lru_list_del(inode);
1695         spin_unlock(&inode->i_lock);
1696
1697         evict(inode);
1698 }
1699
1700 /**
1701  *      iput    - put an inode
1702  *      @inode: inode to put
1703  *
1704  *      Puts an inode, dropping its usage count. If the inode use count hits
1705  *      zero, the inode is then freed and may also be destroyed.
1706  *
1707  *      Consequently, iput() can sleep.
1708  */
1709 void iput(struct inode *inode)
1710 {
1711         if (!inode)
1712                 return;
1713         BUG_ON(inode->i_state & I_CLEAR);
1714 retry:
1715         if (atomic_dec_and_lock(&inode->i_count, &inode->i_lock)) {
1716                 if (inode->i_nlink && (inode->i_state & I_DIRTY_TIME)) {
1717                         atomic_inc(&inode->i_count);
1718                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1719                         trace_writeback_lazytime_iput(inode);
1720                         mark_inode_dirty_sync(inode);
1721                         goto retry;
1722                 }
1723                 iput_final(inode);
1724         }
1725 }
1726 EXPORT_SYMBOL(iput);
1727
1728 #ifdef CONFIG_BLOCK
1729 /**
1730  *      bmap    - find a block number in a file
1731  *      @inode:  inode owning the block number being requested
1732  *      @block: pointer containing the block to find
1733  *
1734  *      Replaces the value in ``*block`` with the block number on the device holding
1735  *      corresponding to the requested block number in the file.
1736  *      That is, asked for block 4 of inode 1 the function will replace the
1737  *      4 in ``*block``, with disk block relative to the disk start that holds that
1738  *      block of the file.
1739  *
1740  *      Returns -EINVAL in case of error, 0 otherwise. If mapping falls into a
1741  *      hole, returns 0 and ``*block`` is also set to 0.
1742  */
1743 int bmap(struct inode *inode, sector_t *block)
1744 {
1745         if (!inode->i_mapping->a_ops->bmap)
1746                 return -EINVAL;
1747
1748         *block = inode->i_mapping->a_ops->bmap(inode->i_mapping, *block);
1749         return 0;
1750 }
1751 EXPORT_SYMBOL(bmap);
1752 #endif
1753
1754 /*
1755  * With relative atime, only update atime if the previous atime is
1756  * earlier than either the ctime or mtime or if at least a day has
1757  * passed since the last atime update.
1758  */
1759 static int relatime_need_update(struct vfsmount *mnt, struct inode *inode,
1760                              struct timespec64 now)
1761 {
1762
1763         if (!(mnt->mnt_flags & MNT_RELATIME))
1764                 return 1;
1765         /*
1766          * Is mtime younger than atime? If yes, update atime:
1767          */
1768         if (timespec64_compare(&inode->i_mtime, &inode->i_atime) >= 0)
1769                 return 1;
1770         /*
1771          * Is ctime younger than atime? If yes, update atime:
1772          */
1773         if (timespec64_compare(&inode->i_ctime, &inode->i_atime) >= 0)
1774                 return 1;
1775
1776         /*
1777          * Is the previous atime value older than a day? If yes,
1778          * update atime:
1779          */
1780         if ((long)(now.tv_sec - inode->i_atime.tv_sec) >= 24*60*60)
1781                 return 1;
1782         /*
1783          * Good, we can skip the atime update:
1784          */
1785         return 0;
1786 }
1787
1788 int generic_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *time, int flags)
1789 {
1790         int iflags = I_DIRTY_TIME;
1791         bool dirty = false;
1792
1793         if (flags & S_ATIME)
1794                 inode->i_atime = *time;
1795         if (flags & S_VERSION)
1796                 dirty = inode_maybe_inc_iversion(inode, false);
1797         if (flags & S_CTIME)
1798                 inode->i_ctime = *time;
1799         if (flags & S_MTIME)
1800                 inode->i_mtime = *time;
1801         if ((flags & (S_ATIME | S_CTIME | S_MTIME)) &&
1802             !(inode->i_sb->s_flags & SB_LAZYTIME))
1803                 dirty = true;
1804
1805         if (dirty)
1806                 iflags |= I_DIRTY_SYNC;
1807         __mark_inode_dirty(inode, iflags);
1808         return 0;
1809 }
1810 EXPORT_SYMBOL(generic_update_time);
1811
1812 /*
1813  * This does the actual work of updating an inodes time or version.  Must have
1814  * had called mnt_want_write() before calling this.
1815  */
1816 int inode_update_time(struct inode *inode, struct timespec64 *time, int flags)
1817 {
1818         if (inode->i_op->update_time)
1819                 return inode->i_op->update_time(inode, time, flags);
1820         return generic_update_time(inode, time, flags);
1821 }
1822 EXPORT_SYMBOL(inode_update_time);
1823
1824 /**
1825  *      touch_atime     -       update the access time
1826  *      @path: the &struct path to update
1827  *      @inode: inode to update
1828  *
1829  *      Update the accessed time on an inode and mark it for writeback.
1830  *      This function automatically handles read only file systems and media,
1831  *      as well as the "noatime" flag and inode specific "noatime" markers.
1832  */
1833 bool atime_needs_update(const struct path *path, struct inode *inode)
1834 {
1835         struct vfsmount *mnt = path->mnt;
1836         struct timespec64 now;
1837
1838         if (inode->i_flags & S_NOATIME)
1839                 return false;
1840
1841         /* Atime updates will likely cause i_uid and i_gid to be written
1842          * back improprely if their true value is unknown to the vfs.
1843          */
1844         if (HAS_UNMAPPED_ID(inode))
1845                 return false;
1846
1847         if (IS_NOATIME(inode))
1848                 return false;
1849         if ((inode->i_sb->s_flags & SB_NODIRATIME) && S_ISDIR(inode->i_mode))
1850                 return false;
1851
1852         if (mnt->mnt_flags & MNT_NOATIME)
1853                 return false;
1854         if ((mnt->mnt_flags & MNT_NODIRATIME) && S_ISDIR(inode->i_mode))
1855                 return false;
1856
1857         now = current_time(inode);
1858
1859         if (!relatime_need_update(mnt, inode, now))
1860                 return false;
1861
1862         if (timespec64_equal(&inode->i_atime, &now))
1863                 return false;
1864
1865         return true;
1866 }
1867
1868 void touch_atime(const struct path *path)
1869 {
1870         struct vfsmount *mnt = path->mnt;
1871         struct inode *inode = d_inode(path->dentry);
1872         struct timespec64 now;
1873
1874         if (!atime_needs_update(path, inode))
1875                 return;
1876
1877         if (!sb_start_write_trylock(inode->i_sb))
1878                 return;
1879
1880         if (__mnt_want_write(mnt) != 0)
1881                 goto skip_update;
1882         /*
1883          * File systems can error out when updating inodes if they need to
1884          * allocate new space to modify an inode (such is the case for
1885          * Btrfs), but since we touch atime while walking down the path we
1886          * really don't care if we failed to update the atime of the file,
1887          * so just ignore the return value.
1888          * We may also fail on filesystems that have the ability to make parts
1889          * of the fs read only, e.g. subvolumes in Btrfs.
1890          */
1891         now = current_time(inode);
1892         inode_update_time(inode, &now, S_ATIME);
1893         __mnt_drop_write(mnt);
1894 skip_update:
1895         sb_end_write(inode->i_sb);
1896 }
1897 EXPORT_SYMBOL(touch_atime);
1898
1899 /*
1900  * Return mask of changes for notify_change() that need to be done as a
1901  * response to write or truncate. Return 0 if nothing has to be changed.
1902  * Negative value on error (change should be denied).
1903  */
1904 int dentry_needs_remove_privs(struct dentry *dentry)
1905 {
1906         struct inode *inode = d_inode(dentry);
1907         int mask = 0;
1908         int ret;
1909
1910         if (IS_NOSEC(inode))
1911                 return 0;
1912
1913         mask = setattr_should_drop_suidgid(inode);
1914         ret = security_inode_need_killpriv(dentry);
1915         if (ret < 0)
1916                 return ret;
1917         if (ret)
1918                 mask |= ATTR_KILL_PRIV;
1919         return mask;
1920 }
1921
1922 static int __remove_privs(struct dentry *dentry, int kill)
1923 {
1924         struct iattr newattrs;
1925
1926         newattrs.ia_valid = ATTR_FORCE | kill;
1927         /*
1928          * Note we call this on write, so notify_change will not
1929          * encounter any conflicting delegations:
1930          */
1931         return notify_change(dentry, &newattrs, NULL);
1932 }
1933
1934 /*
1935  * Remove special file priviledges (suid, capabilities) when file is written
1936  * to or truncated.
1937  */
1938 int file_remove_privs(struct file *file)
1939 {
1940         struct dentry *dentry = file_dentry(file);
1941         struct inode *inode = file_inode(file);
1942         int kill;
1943         int error = 0;
1944
1945         /*
1946          * Fast path for nothing security related.
1947          * As well for non-regular files, e.g. blkdev inodes.
1948          * For example, blkdev_write_iter() might get here
1949          * trying to remove privs which it is not allowed to.
1950          */
1951         if (IS_NOSEC(inode) || !S_ISREG(inode->i_mode))
1952                 return 0;
1953
1954         kill = dentry_needs_remove_privs(dentry);
1955         if (kill < 0)
1956                 return kill;
1957         if (kill)
1958                 error = __remove_privs(dentry, kill);
1959         if (!error)
1960                 inode_has_no_xattr(inode);
1961
1962         return error;
1963 }
1964 EXPORT_SYMBOL(file_remove_privs);
1965
1966 /**
1967  *      file_update_time        -       update mtime and ctime time
1968  *      @file: file accessed
1969  *
1970  *      Update the mtime and ctime members of an inode and mark the inode
1971  *      for writeback.  Note that this function is meant exclusively for
1972  *      usage in the file write path of filesystems, and filesystems may
1973  *      choose to explicitly ignore update via this function with the
1974  *      S_NOCMTIME inode flag, e.g. for network filesystem where these
1975  *      timestamps are handled by the server.  This can return an error for
1976  *      file systems who need to allocate space in order to update an inode.
1977  */
1978
1979 int file_update_time(struct file *file)
1980 {
1981         struct inode *inode = file_inode(file);
1982         struct timespec64 now;
1983         int sync_it = 0;
1984         int ret;
1985
1986         /* First try to exhaust all avenues to not sync */
1987         if (IS_NOCMTIME(inode))
1988                 return 0;
1989
1990         now = current_time(inode);
1991         if (!timespec64_equal(&inode->i_mtime, &now))
1992                 sync_it = S_MTIME;
1993
1994         if (!timespec64_equal(&inode->i_ctime, &now))
1995                 sync_it |= S_CTIME;
1996
1997         if (IS_I_VERSION(inode) && inode_iversion_need_inc(inode))
1998                 sync_it |= S_VERSION;
1999
2000         if (!sync_it)
2001                 return 0;
2002
2003         /* Finally allowed to write? Takes lock. */
2004         if (__mnt_want_write_file(file))
2005                 return 0;
2006
2007         ret = inode_update_time(inode, &now, sync_it);
2008         __mnt_drop_write_file(file);
2009
2010         return ret;
2011 }
2012 EXPORT_SYMBOL(file_update_time);
2013
2014 /* Caller must hold the file's inode lock */
2015 int file_modified(struct file *file)
2016 {
2017         int err;
2018
2019         /*
2020          * Clear the security bits if the process is not being run by root.
2021          * This keeps people from modifying setuid and setgid binaries.
2022          */
2023         err = file_remove_privs(file);
2024         if (err)
2025                 return err;
2026
2027         if (unlikely(file->f_mode & FMODE_NOCMTIME))
2028                 return 0;
2029
2030         return file_update_time(file);
2031 }
2032 EXPORT_SYMBOL(file_modified);
2033
2034 int inode_needs_sync(struct inode *inode)
2035 {
2036         if (IS_SYNC(inode))
2037                 return 1;
2038         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && IS_DIRSYNC(inode))
2039                 return 1;
2040         return 0;
2041 }
2042 EXPORT_SYMBOL(inode_needs_sync);
2043
2044 /*
2045  * If we try to find an inode in the inode hash while it is being
2046  * deleted, we have to wait until the filesystem completes its
2047  * deletion before reporting that it isn't found.  This function waits
2048  * until the deletion _might_ have completed.  Callers are responsible
2049  * to recheck inode state.
2050  *
2051  * It doesn't matter if I_NEW is not set initially, a call to
2052  * wake_up_bit(&inode->i_state, __I_NEW) after removing from the hash list
2053  * will DTRT.
2054  */
2055 static void __wait_on_freeing_inode(struct inode *inode)
2056 {
2057         wait_queue_head_t *wq;
2058         DEFINE_WAIT_BIT(wait, &inode->i_state, __I_NEW);
2059         wq = bit_waitqueue(&inode->i_state, __I_NEW);
2060         prepare_to_wait(wq, &wait.wq_entry, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2061         spin_unlock(&inode->i_lock);
2062         spin_unlock(&inode_hash_lock);
2063         schedule();
2064         finish_wait(wq, &wait.wq_entry);
2065         spin_lock(&inode_hash_lock);
2066 }
2067
2068 static __initdata unsigned long ihash_entries;
2069 static int __init set_ihash_entries(char *str)
2070 {
2071         if (!str)
2072                 return 0;
2073         ihash_entries = simple_strtoul(str, &str, 0);
2074         return 1;
2075 }
2076 __setup("ihash_entries=", set_ihash_entries);
2077
2078 /*
2079  * Initialize the waitqueues and inode hash table.
2080  */
2081 void __init inode_init_early(void)
2082 {
2083         /* If hashes are distributed across NUMA nodes, defer
2084          * hash allocation until vmalloc space is available.
2085          */
2086         if (hashdist)
2087                 return;
2088
2089         inode_hashtable =
2090                 alloc_large_system_hash("Inode-cache",
2091                                         sizeof(struct hlist_head),
2092                                         ihash_entries,
2093                                         14,
2094                                         HASH_EARLY | HASH_ZERO,
2095                                         &i_hash_shift,
2096                                         &i_hash_mask,
2097                                         0,
2098                                         0);
2099 }
2100
2101 void __init inode_init(void)
2102 {
2103         /* inode slab cache */
2104         inode_cachep = kmem_cache_create("inode_cache",
2105                                          sizeof(struct inode),
2106                                          0,
2107                                          (SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|SLAB_PANIC|
2108                                          SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT),
2109                                          init_once);
2110
2111         /* Hash may have been set up in inode_init_early */
2112         if (!hashdist)
2113                 return;
2114
2115         inode_hashtable =
2116                 alloc_large_system_hash("Inode-cache",
2117                                         sizeof(struct hlist_head),
2118                                         ihash_entries,
2119                                         14,
2120                                         HASH_ZERO,
2121                                         &i_hash_shift,
2122                                         &i_hash_mask,
2123                                         0,
2124                                         0);
2125 }
2126
2127 void init_special_inode(struct inode *inode, umode_t mode, dev_t rdev)
2128 {
2129         inode->i_mode = mode;
2130         if (S_ISCHR(mode)) {
2131                 inode->i_fop = &def_chr_fops;
2132                 inode->i_rdev = rdev;
2133         } else if (S_ISBLK(mode)) {
2134                 inode->i_fop = &def_blk_fops;
2135                 inode->i_rdev = rdev;
2136         } else if (S_ISFIFO(mode))
2137                 inode->i_fop = &pipefifo_fops;
2138         else if (S_ISSOCK(mode))
2139                 ;       /* leave it no_open_fops */
2140         else
2141                 printk(KERN_DEBUG "init_special_inode: bogus i_mode (%o) for"
2142                                   " inode %s:%lu\n", mode, inode->i_sb->s_id,
2143                                   inode->i_ino);
2144 }
2145 EXPORT_SYMBOL(init_special_inode);
2146
2147 /**
2148  * inode_init_owner - Init uid,gid,mode for new inode according to posix standards
2149  * @inode: New inode
2150  * @dir: Directory inode
2151  * @mode: mode of the new inode
2152  */
2153 void inode_init_owner(struct inode *inode, const struct inode *dir,
2154                         umode_t mode)
2155 {
2156         inode->i_uid = current_fsuid();
2157         if (dir && dir->i_mode & S_ISGID) {
2158                 inode->i_gid = dir->i_gid;
2159
2160                 /* Directories are special, and always inherit S_ISGID */
2161                 if (S_ISDIR(mode))
2162                         mode |= S_ISGID;
2163         } else
2164                 inode->i_gid = current_fsgid();
2165         inode->i_mode = mode;
2166 }
2167 EXPORT_SYMBOL(inode_init_owner);
2168
2169 /**
2170  * inode_owner_or_capable - check current task permissions to inode
2171  * @inode: inode being checked
2172  *
2173  * Return true if current either has CAP_FOWNER in a namespace with the
2174  * inode owner uid mapped, or owns the file.
2175  */
2176 bool inode_owner_or_capable(const struct inode *inode)
2177 {
2178         struct user_namespace *ns;
2179
2180         if (uid_eq(current_fsuid(), inode->i_uid))
2181                 return true;
2182
2183         ns = current_user_ns();
2184         if (kuid_has_mapping(ns, inode->i_uid) && ns_capable(ns, CAP_FOWNER))
2185                 return true;
2186         return false;
2187 }
2188 EXPORT_SYMBOL(inode_owner_or_capable);
2189
2190 /*
2191  * Direct i/o helper functions
2192  */
2193 static void __inode_dio_wait(struct inode *inode)
2194 {
2195         wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&inode->i_state, __I_DIO_WAKEUP);
2196         DEFINE_WAIT_BIT(q, &inode->i_state, __I_DIO_WAKEUP);
2197
2198         do {
2199                 prepare_to_wait(wq, &q.wq_entry, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2200                 if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
2201                         schedule();
2202         } while (atomic_read(&inode->i_dio_count));
2203         finish_wait(wq, &q.wq_entry);
2204 }
2205
2206 /**
2207  * inode_dio_wait - wait for outstanding DIO requests to finish
2208  * @inode: inode to wait for
2209  *
2210  * Waits for all pending direct I/O requests to finish so that we can
2211  * proceed with a truncate or equivalent operation.
2212  *
2213  * Must be called under a lock that serializes taking new references
2214  * to i_dio_count, usually by inode->i_mutex.
2215  */
2216 void inode_dio_wait(struct inode *inode)
2217 {
2218         if (atomic_read(&inode->i_dio_count))
2219                 __inode_dio_wait(inode);
2220 }
2221 EXPORT_SYMBOL(inode_dio_wait);
2222
2223 /*
2224  * inode_set_flags - atomically set some inode flags
2225  *
2226  * Note: the caller should be holding i_mutex, or else be sure that
2227  * they have exclusive access to the inode structure (i.e., while the
2228  * inode is being instantiated).  The reason for the cmpxchg() loop
2229  * --- which wouldn't be necessary if all code paths which modify
2230  * i_flags actually followed this rule, is that there is at least one
2231  * code path which doesn't today so we use cmpxchg() out of an abundance
2232  * of caution.
2233  *
2234  * In the long run, i_mutex is overkill, and we should probably look
2235  * at using the i_lock spinlock to protect i_flags, and then make sure
2236  * it is so documented in include/linux/fs.h and that all code follows
2237  * the locking convention!!
2238  */
2239 void inode_set_flags(struct inode *inode, unsigned int flags,
2240                      unsigned int mask)
2241 {
2242         WARN_ON_ONCE(flags & ~mask);
2243         set_mask_bits(&inode->i_flags, mask, flags);
2244 }
2245 EXPORT_SYMBOL(inode_set_flags);
2246
2247 void inode_nohighmem(struct inode *inode)
2248 {
2249         mapping_set_gfp_mask(inode->i_mapping, GFP_USER);
2250 }
2251 EXPORT_SYMBOL(inode_nohighmem);
2252
2253 /**
2254  * timestamp_truncate - Truncate timespec to a granularity
2255  * @t: Timespec
2256  * @inode: inode being updated
2257  *
2258  * Truncate a timespec to the granularity supported by the fs
2259  * containing the inode. Always rounds down. gran must
2260  * not be 0 nor greater than a second (NSEC_PER_SEC, or 10^9 ns).
2261  */
2262 struct timespec64 timestamp_truncate(struct timespec64 t, struct inode *inode)
2263 {
2264         struct super_block *sb = inode->i_sb;
2265         unsigned int gran = sb->s_time_gran;
2266
2267         t.tv_sec = clamp(t.tv_sec, sb->s_time_min, sb->s_time_max);
2268         if (unlikely(t.tv_sec == sb->s_time_max || t.tv_sec == sb->s_time_min))
2269                 t.tv_nsec = 0;
2270
2271         /* Avoid division in the common cases 1 ns and 1 s. */
2272         if (gran == 1)
2273                 ; /* nothing */
2274         else if (gran == NSEC_PER_SEC)
2275                 t.tv_nsec = 0;
2276         else if (gran > 1 && gran < NSEC_PER_SEC)
2277                 t.tv_nsec -= t.tv_nsec % gran;
2278         else
2279                 WARN(1, "invalid file time granularity: %u", gran);
2280         return t;
2281 }
2282 EXPORT_SYMBOL(timestamp_truncate);
2283
2284 /**
2285  * current_time - Return FS time
2286  * @inode: inode.
2287  *
2288  * Return the current time truncated to the time granularity supported by
2289  * the fs.
2290  *
2291  * Note that inode and inode->sb cannot be NULL.
2292  * Otherwise, the function warns and returns time without truncation.
2293  */
2294 struct timespec64 current_time(struct inode *inode)
2295 {
2296         struct timespec64 now;
2297
2298         ktime_get_coarse_real_ts64(&now);
2299
2300         if (unlikely(!inode->i_sb)) {
2301                 WARN(1, "current_time() called with uninitialized super_block in the inode");
2302                 return now;
2303         }
2304
2305         return timestamp_truncate(now, inode);
2306 }
2307 EXPORT_SYMBOL(current_time);
2308
2309 /*
2310  * Generic function to check FS_IOC_SETFLAGS values and reject any invalid
2311  * configurations.
2312  *
2313  * Note: the caller should be holding i_mutex, or else be sure that they have
2314  * exclusive access to the inode structure.
2315  */
2316 int vfs_ioc_setflags_prepare(struct inode *inode, unsigned int oldflags,
2317                              unsigned int flags)
2318 {
2319         /*
2320          * The IMMUTABLE and APPEND_ONLY flags can only be changed by
2321          * the relevant capability.
2322          *
2323          * This test looks nicer. Thanks to Pauline Middelink
2324          */
2325         if ((flags ^ oldflags) & (FS_APPEND_FL | FS_IMMUTABLE_FL) &&
2326             !capable(CAP_LINUX_IMMUTABLE))
2327                 return -EPERM;
2328
2329         return fscrypt_prepare_setflags(inode, oldflags, flags);
2330 }
2331 EXPORT_SYMBOL(vfs_ioc_setflags_prepare);
2332
2333 /*
2334  * Generic function to check FS_IOC_FSSETXATTR values and reject any invalid
2335  * configurations.
2336  *
2337  * Note: the caller should be holding i_mutex, or else be sure that they have
2338  * exclusive access to the inode structure.
2339  */
2340 int vfs_ioc_fssetxattr_check(struct inode *inode, const struct fsxattr *old_fa,
2341                              struct fsxattr *fa)
2342 {
2343         /*
2344          * Can't modify an immutable/append-only file unless we have
2345          * appropriate permission.
2346          */
2347         if ((old_fa->fsx_xflags ^ fa->fsx_xflags) &
2348                         (FS_XFLAG_IMMUTABLE | FS_XFLAG_APPEND) &&
2349             !capable(CAP_LINUX_IMMUTABLE))
2350                 return -EPERM;
2351
2352         /*
2353          * Project Quota ID state is only allowed to change from within the init
2354          * namespace. Enforce that restriction only if we are trying to change
2355          * the quota ID state. Everything else is allowed in user namespaces.
2356          */
2357         if (current_user_ns() != &init_user_ns) {
2358                 if (old_fa->fsx_projid != fa->fsx_projid)
2359                         return -EINVAL;
2360                 if ((old_fa->fsx_xflags ^ fa->fsx_xflags) &
2361                                 FS_XFLAG_PROJINHERIT)
2362                         return -EINVAL;
2363         }
2364
2365         /* Check extent size hints. */
2366         if ((fa->fsx_xflags & FS_XFLAG_EXTSIZE) && !S_ISREG(inode->i_mode))
2367                 return -EINVAL;
2368
2369         if ((fa->fsx_xflags & FS_XFLAG_EXTSZINHERIT) &&
2370                         !S_ISDIR(inode->i_mode))
2371                 return -EINVAL;
2372
2373         if ((fa->fsx_xflags & FS_XFLAG_COWEXTSIZE) &&
2374             !S_ISREG(inode->i_mode) && !S_ISDIR(inode->i_mode))
2375                 return -EINVAL;
2376
2377         /*
2378          * It is only valid to set the DAX flag on regular files and
2379          * directories on filesystems.
2380          */
2381         if ((fa->fsx_xflags & FS_XFLAG_DAX) &&
2382             !(S_ISREG(inode->i_mode) || S_ISDIR(inode->i_mode)))
2383                 return -EINVAL;
2384
2385         /* Extent size hints of zero turn off the flags. */
2386         if (fa->fsx_extsize == 0)
2387                 fa->fsx_xflags &= ~(FS_XFLAG_EXTSIZE | FS_XFLAG_EXTSZINHERIT);
2388         if (fa->fsx_cowextsize == 0)
2389                 fa->fsx_xflags &= ~FS_XFLAG_COWEXTSIZE;
2390
2391         return 0;
2392 }
2393 EXPORT_SYMBOL(vfs_ioc_fssetxattr_check);
2394
2395 /**
2396  * inode_set_ctime_current - set the ctime to current_time
2397  * @inode: inode
2398  *
2399  * Set the inode->i_ctime to the current value for the inode. Returns
2400  * the current value that was assigned to i_ctime.
2401  */
2402 struct timespec64 inode_set_ctime_current(struct inode *inode)
2403 {
2404         struct timespec64 now = current_time(inode);
2405
2406         inode_set_ctime(inode, now.tv_sec, now.tv_nsec);
2407         return now;
2408 }
2409 EXPORT_SYMBOL(inode_set_ctime_current);
2410
2411 /**
2412  * in_group_or_capable - check whether caller is CAP_FSETID privileged
2413  * @inode:      inode to check
2414  * @gid:        the new/current gid of @inode
2415  *
2416  * Check wether @gid is in the caller's group list or if the caller is
2417  * privileged with CAP_FSETID over @inode. This can be used to determine
2418  * whether the setgid bit can be kept or must be dropped.
2419  *
2420  * Return: true if the caller is sufficiently privileged, false if not.
2421  */
2422 bool in_group_or_capable(const struct inode *inode, kgid_t gid)
2423 {
2424         if (in_group_p(gid))
2425                 return true;
2426         if (capable_wrt_inode_uidgid(inode, CAP_FSETID))
2427                 return true;
2428         return false;
2429 }
2430
2431 /**
2432  * mode_strip_sgid - handle the sgid bit for non-directories
2433  * @dir: parent directory inode
2434  * @mode: mode of the file to be created in @dir
2435  *
2436  * If the @mode of the new file has both the S_ISGID and S_IXGRP bit
2437  * raised and @dir has the S_ISGID bit raised ensure that the caller is
2438  * either in the group of the parent directory or they have CAP_FSETID
2439  * in their user namespace and are privileged over the parent directory.
2440  * In all other cases, strip the S_ISGID bit from @mode.
2441  *
2442  * Return: the new mode to use for the file
2443  */
2444 umode_t mode_strip_sgid(const struct inode *dir, umode_t mode)
2445 {
2446         if ((mode & (S_ISGID | S_IXGRP)) != (S_ISGID | S_IXGRP))
2447                 return mode;
2448         if (S_ISDIR(mode) || !dir || !(dir->i_mode & S_ISGID))
2449                 return mode;
2450         if (in_group_or_capable(dir, dir->i_gid))
2451                 return mode;
2452         return mode & ~S_ISGID;
2453 }
2454 EXPORT_SYMBOL(mode_strip_sgid);