Merge branch 'timecounter-next'
[cascardo/linux.git] / fs / super.c
1 /*
2  *  linux/fs/super.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *
6  *  super.c contains code to handle: - mount structures
7  *                                   - super-block tables
8  *                                   - filesystem drivers list
9  *                                   - mount system call
10  *                                   - umount system call
11  *                                   - ustat system call
12  *
13  * GK 2/5/95  -  Changed to support mounting the root fs via NFS
14  *
15  *  Added kerneld support: Jacques Gelinas and Bjorn Ekwall
16  *  Added change_root: Werner Almesberger & Hans Lermen, Feb '96
17  *  Added options to /proc/mounts:
18  *    Torbjörn Lindh (torbjorn.lindh@gopta.se), April 14, 1996.
19  *  Added devfs support: Richard Gooch <rgooch@atnf.csiro.au>, 13-JAN-1998
20  *  Heavily rewritten for 'one fs - one tree' dcache architecture. AV, Mar 2000
21  */
22
23 #include <linux/export.h>
24 #include <linux/slab.h>
25 #include <linux/blkdev.h>
26 #include <linux/mount.h>
27 #include <linux/security.h>
28 #include <linux/writeback.h>            /* for the emergency remount stuff */
29 #include <linux/idr.h>
30 #include <linux/mutex.h>
31 #include <linux/backing-dev.h>
32 #include <linux/rculist_bl.h>
33 #include <linux/cleancache.h>
34 #include <linux/fsnotify.h>
35 #include <linux/lockdep.h>
36 #include "internal.h"
37
38
39 LIST_HEAD(super_blocks);
40 DEFINE_SPINLOCK(sb_lock);
41
42 static char *sb_writers_name[SB_FREEZE_LEVELS] = {
43         "sb_writers",
44         "sb_pagefaults",
45         "sb_internal",
46 };
47
48 /*
49  * One thing we have to be careful of with a per-sb shrinker is that we don't
50  * drop the last active reference to the superblock from within the shrinker.
51  * If that happens we could trigger unregistering the shrinker from within the
52  * shrinker path and that leads to deadlock on the shrinker_rwsem. Hence we
53  * take a passive reference to the superblock to avoid this from occurring.
54  */
55 static unsigned long super_cache_scan(struct shrinker *shrink,
56                                       struct shrink_control *sc)
57 {
58         struct super_block *sb;
59         long    fs_objects = 0;
60         long    total_objects;
61         long    freed = 0;
62         long    dentries;
63         long    inodes;
64
65         sb = container_of(shrink, struct super_block, s_shrink);
66
67         /*
68          * Deadlock avoidance.  We may hold various FS locks, and we don't want
69          * to recurse into the FS that called us in clear_inode() and friends..
70          */
71         if (!(sc->gfp_mask & __GFP_FS))
72                 return SHRINK_STOP;
73
74         if (!grab_super_passive(sb))
75                 return SHRINK_STOP;
76
77         if (sb->s_op->nr_cached_objects)
78                 fs_objects = sb->s_op->nr_cached_objects(sb, sc->nid);
79
80         inodes = list_lru_count_node(&sb->s_inode_lru, sc->nid);
81         dentries = list_lru_count_node(&sb->s_dentry_lru, sc->nid);
82         total_objects = dentries + inodes + fs_objects + 1;
83         if (!total_objects)
84                 total_objects = 1;
85
86         /* proportion the scan between the caches */
87         dentries = mult_frac(sc->nr_to_scan, dentries, total_objects);
88         inodes = mult_frac(sc->nr_to_scan, inodes, total_objects);
89
90         /*
91          * prune the dcache first as the icache is pinned by it, then
92          * prune the icache, followed by the filesystem specific caches
93          */
94         freed = prune_dcache_sb(sb, dentries, sc->nid);
95         freed += prune_icache_sb(sb, inodes, sc->nid);
96
97         if (fs_objects) {
98                 fs_objects = mult_frac(sc->nr_to_scan, fs_objects,
99                                                                 total_objects);
100                 freed += sb->s_op->free_cached_objects(sb, fs_objects,
101                                                        sc->nid);
102         }
103
104         drop_super(sb);
105         return freed;
106 }
107
108 static unsigned long super_cache_count(struct shrinker *shrink,
109                                        struct shrink_control *sc)
110 {
111         struct super_block *sb;
112         long    total_objects = 0;
113
114         sb = container_of(shrink, struct super_block, s_shrink);
115
116         /*
117          * Don't call grab_super_passive as it is a potential
118          * scalability bottleneck. The counts could get updated
119          * between super_cache_count and super_cache_scan anyway.
120          * Call to super_cache_count with shrinker_rwsem held
121          * ensures the safety of call to list_lru_count_node() and
122          * s_op->nr_cached_objects().
123          */
124         if (sb->s_op && sb->s_op->nr_cached_objects)
125                 total_objects = sb->s_op->nr_cached_objects(sb,
126                                                  sc->nid);
127
128         total_objects += list_lru_count_node(&sb->s_dentry_lru,
129                                                  sc->nid);
130         total_objects += list_lru_count_node(&sb->s_inode_lru,
131                                                  sc->nid);
132
133         total_objects = vfs_pressure_ratio(total_objects);
134         return total_objects;
135 }
136
137 /**
138  *      destroy_super   -       frees a superblock
139  *      @s: superblock to free
140  *
141  *      Frees a superblock.
142  */
143 static void destroy_super(struct super_block *s)
144 {
145         int i;
146         list_lru_destroy(&s->s_dentry_lru);
147         list_lru_destroy(&s->s_inode_lru);
148         for (i = 0; i < SB_FREEZE_LEVELS; i++)
149                 percpu_counter_destroy(&s->s_writers.counter[i]);
150         security_sb_free(s);
151         WARN_ON(!list_empty(&s->s_mounts));
152         kfree(s->s_subtype);
153         kfree(s->s_options);
154         kfree_rcu(s, rcu);
155 }
156
157 /**
158  *      alloc_super     -       create new superblock
159  *      @type:  filesystem type superblock should belong to
160  *      @flags: the mount flags
161  *
162  *      Allocates and initializes a new &struct super_block.  alloc_super()
163  *      returns a pointer new superblock or %NULL if allocation had failed.
164  */
165 static struct super_block *alloc_super(struct file_system_type *type, int flags)
166 {
167         struct super_block *s = kzalloc(sizeof(struct super_block),  GFP_USER);
168         static const struct super_operations default_op;
169         int i;
170
171         if (!s)
172                 return NULL;
173
174         INIT_LIST_HEAD(&s->s_mounts);
175
176         if (security_sb_alloc(s))
177                 goto fail;
178
179         for (i = 0; i < SB_FREEZE_LEVELS; i++) {
180                 if (percpu_counter_init(&s->s_writers.counter[i], 0,
181                                         GFP_KERNEL) < 0)
182                         goto fail;
183                 lockdep_init_map(&s->s_writers.lock_map[i], sb_writers_name[i],
184                                  &type->s_writers_key[i], 0);
185         }
186         init_waitqueue_head(&s->s_writers.wait);
187         init_waitqueue_head(&s->s_writers.wait_unfrozen);
188         s->s_flags = flags;
189         s->s_bdi = &default_backing_dev_info;
190         INIT_HLIST_NODE(&s->s_instances);
191         INIT_HLIST_BL_HEAD(&s->s_anon);
192         INIT_LIST_HEAD(&s->s_inodes);
193
194         if (list_lru_init(&s->s_dentry_lru))
195                 goto fail;
196         if (list_lru_init(&s->s_inode_lru))
197                 goto fail;
198
199         init_rwsem(&s->s_umount);
200         lockdep_set_class(&s->s_umount, &type->s_umount_key);
201         /*
202          * sget() can have s_umount recursion.
203          *
204          * When it cannot find a suitable sb, it allocates a new
205          * one (this one), and tries again to find a suitable old
206          * one.
207          *
208          * In case that succeeds, it will acquire the s_umount
209          * lock of the old one. Since these are clearly distrinct
210          * locks, and this object isn't exposed yet, there's no
211          * risk of deadlocks.
212          *
213          * Annotate this by putting this lock in a different
214          * subclass.
215          */
216         down_write_nested(&s->s_umount, SINGLE_DEPTH_NESTING);
217         s->s_count = 1;
218         atomic_set(&s->s_active, 1);
219         mutex_init(&s->s_vfs_rename_mutex);
220         lockdep_set_class(&s->s_vfs_rename_mutex, &type->s_vfs_rename_key);
221         mutex_init(&s->s_dquot.dqio_mutex);
222         mutex_init(&s->s_dquot.dqonoff_mutex);
223         s->s_maxbytes = MAX_NON_LFS;
224         s->s_op = &default_op;
225         s->s_time_gran = 1000000000;
226         s->cleancache_poolid = -1;
227
228         s->s_shrink.seeks = DEFAULT_SEEKS;
229         s->s_shrink.scan_objects = super_cache_scan;
230         s->s_shrink.count_objects = super_cache_count;
231         s->s_shrink.batch = 1024;
232         s->s_shrink.flags = SHRINKER_NUMA_AWARE;
233         return s;
234
235 fail:
236         destroy_super(s);
237         return NULL;
238 }
239
240 /* Superblock refcounting  */
241
242 /*
243  * Drop a superblock's refcount.  The caller must hold sb_lock.
244  */
245 static void __put_super(struct super_block *sb)
246 {
247         if (!--sb->s_count) {
248                 list_del_init(&sb->s_list);
249                 destroy_super(sb);
250         }
251 }
252
253 /**
254  *      put_super       -       drop a temporary reference to superblock
255  *      @sb: superblock in question
256  *
257  *      Drops a temporary reference, frees superblock if there's no
258  *      references left.
259  */
260 static void put_super(struct super_block *sb)
261 {
262         spin_lock(&sb_lock);
263         __put_super(sb);
264         spin_unlock(&sb_lock);
265 }
266
267
268 /**
269  *      deactivate_locked_super -       drop an active reference to superblock
270  *      @s: superblock to deactivate
271  *
272  *      Drops an active reference to superblock, converting it into a temprory
273  *      one if there is no other active references left.  In that case we
274  *      tell fs driver to shut it down and drop the temporary reference we
275  *      had just acquired.
276  *
277  *      Caller holds exclusive lock on superblock; that lock is released.
278  */
279 void deactivate_locked_super(struct super_block *s)
280 {
281         struct file_system_type *fs = s->s_type;
282         if (atomic_dec_and_test(&s->s_active)) {
283                 cleancache_invalidate_fs(s);
284                 unregister_shrinker(&s->s_shrink);
285                 fs->kill_sb(s);
286
287                 put_filesystem(fs);
288                 put_super(s);
289         } else {
290                 up_write(&s->s_umount);
291         }
292 }
293
294 EXPORT_SYMBOL(deactivate_locked_super);
295
296 /**
297  *      deactivate_super        -       drop an active reference to superblock
298  *      @s: superblock to deactivate
299  *
300  *      Variant of deactivate_locked_super(), except that superblock is *not*
301  *      locked by caller.  If we are going to drop the final active reference,
302  *      lock will be acquired prior to that.
303  */
304 void deactivate_super(struct super_block *s)
305 {
306         if (!atomic_add_unless(&s->s_active, -1, 1)) {
307                 down_write(&s->s_umount);
308                 deactivate_locked_super(s);
309         }
310 }
311
312 EXPORT_SYMBOL(deactivate_super);
313
314 /**
315  *      grab_super - acquire an active reference
316  *      @s: reference we are trying to make active
317  *
318  *      Tries to acquire an active reference.  grab_super() is used when we
319  *      had just found a superblock in super_blocks or fs_type->fs_supers
320  *      and want to turn it into a full-blown active reference.  grab_super()
321  *      is called with sb_lock held and drops it.  Returns 1 in case of
322  *      success, 0 if we had failed (superblock contents was already dead or
323  *      dying when grab_super() had been called).  Note that this is only
324  *      called for superblocks not in rundown mode (== ones still on ->fs_supers
325  *      of their type), so increment of ->s_count is OK here.
326  */
327 static int grab_super(struct super_block *s) __releases(sb_lock)
328 {
329         s->s_count++;
330         spin_unlock(&sb_lock);
331         down_write(&s->s_umount);
332         if ((s->s_flags & MS_BORN) && atomic_inc_not_zero(&s->s_active)) {
333                 put_super(s);
334                 return 1;
335         }
336         up_write(&s->s_umount);
337         put_super(s);
338         return 0;
339 }
340
341 /*
342  *      grab_super_passive - acquire a passive reference
343  *      @sb: reference we are trying to grab
344  *
345  *      Tries to acquire a passive reference. This is used in places where we
346  *      cannot take an active reference but we need to ensure that the
347  *      superblock does not go away while we are working on it. It returns
348  *      false if a reference was not gained, and returns true with the s_umount
349  *      lock held in read mode if a reference is gained. On successful return,
350  *      the caller must drop the s_umount lock and the passive reference when
351  *      done.
352  */
353 bool grab_super_passive(struct super_block *sb)
354 {
355         spin_lock(&sb_lock);
356         if (hlist_unhashed(&sb->s_instances)) {
357                 spin_unlock(&sb_lock);
358                 return false;
359         }
360
361         sb->s_count++;
362         spin_unlock(&sb_lock);
363
364         if (down_read_trylock(&sb->s_umount)) {
365                 if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
366                         return true;
367                 up_read(&sb->s_umount);
368         }
369
370         put_super(sb);
371         return false;
372 }
373
374 /**
375  *      generic_shutdown_super  -       common helper for ->kill_sb()
376  *      @sb: superblock to kill
377  *
378  *      generic_shutdown_super() does all fs-independent work on superblock
379  *      shutdown.  Typical ->kill_sb() should pick all fs-specific objects
380  *      that need destruction out of superblock, call generic_shutdown_super()
381  *      and release aforementioned objects.  Note: dentries and inodes _are_
382  *      taken care of and do not need specific handling.
383  *
384  *      Upon calling this function, the filesystem may no longer alter or
385  *      rearrange the set of dentries belonging to this super_block, nor may it
386  *      change the attachments of dentries to inodes.
387  */
388 void generic_shutdown_super(struct super_block *sb)
389 {
390         const struct super_operations *sop = sb->s_op;
391
392         if (sb->s_root) {
393                 shrink_dcache_for_umount(sb);
394                 sync_filesystem(sb);
395                 sb->s_flags &= ~MS_ACTIVE;
396
397                 fsnotify_unmount_inodes(&sb->s_inodes);
398
399                 evict_inodes(sb);
400
401                 if (sb->s_dio_done_wq) {
402                         destroy_workqueue(sb->s_dio_done_wq);
403                         sb->s_dio_done_wq = NULL;
404                 }
405
406                 if (sop->put_super)
407                         sop->put_super(sb);
408
409                 if (!list_empty(&sb->s_inodes)) {
410                         printk("VFS: Busy inodes after unmount of %s. "
411                            "Self-destruct in 5 seconds.  Have a nice day...\n",
412                            sb->s_id);
413                 }
414         }
415         spin_lock(&sb_lock);
416         /* should be initialized for __put_super_and_need_restart() */
417         hlist_del_init(&sb->s_instances);
418         spin_unlock(&sb_lock);
419         up_write(&sb->s_umount);
420 }
421
422 EXPORT_SYMBOL(generic_shutdown_super);
423
424 /**
425  *      sget    -       find or create a superblock
426  *      @type:  filesystem type superblock should belong to
427  *      @test:  comparison callback
428  *      @set:   setup callback
429  *      @flags: mount flags
430  *      @data:  argument to each of them
431  */
432 struct super_block *sget(struct file_system_type *type,
433                         int (*test)(struct super_block *,void *),
434                         int (*set)(struct super_block *,void *),
435                         int flags,
436                         void *data)
437 {
438         struct super_block *s = NULL;
439         struct super_block *old;
440         int err;
441
442 retry:
443         spin_lock(&sb_lock);
444         if (test) {
445                 hlist_for_each_entry(old, &type->fs_supers, s_instances) {
446                         if (!test(old, data))
447                                 continue;
448                         if (!grab_super(old))
449                                 goto retry;
450                         if (s) {
451                                 up_write(&s->s_umount);
452                                 destroy_super(s);
453                                 s = NULL;
454                         }
455                         return old;
456                 }
457         }
458         if (!s) {
459                 spin_unlock(&sb_lock);
460                 s = alloc_super(type, flags);
461                 if (!s)
462                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
463                 goto retry;
464         }
465                 
466         err = set(s, data);
467         if (err) {
468                 spin_unlock(&sb_lock);
469                 up_write(&s->s_umount);
470                 destroy_super(s);
471                 return ERR_PTR(err);
472         }
473         s->s_type = type;
474         strlcpy(s->s_id, type->name, sizeof(s->s_id));
475         list_add_tail(&s->s_list, &super_blocks);
476         hlist_add_head(&s->s_instances, &type->fs_supers);
477         spin_unlock(&sb_lock);
478         get_filesystem(type);
479         register_shrinker(&s->s_shrink);
480         return s;
481 }
482
483 EXPORT_SYMBOL(sget);
484
485 void drop_super(struct super_block *sb)
486 {
487         up_read(&sb->s_umount);
488         put_super(sb);
489 }
490
491 EXPORT_SYMBOL(drop_super);
492
493 /**
494  *      iterate_supers - call function for all active superblocks
495  *      @f: function to call
496  *      @arg: argument to pass to it
497  *
498  *      Scans the superblock list and calls given function, passing it
499  *      locked superblock and given argument.
500  */
501 void iterate_supers(void (*f)(struct super_block *, void *), void *arg)
502 {
503         struct super_block *sb, *p = NULL;
504
505         spin_lock(&sb_lock);
506         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
507                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
508                         continue;
509                 sb->s_count++;
510                 spin_unlock(&sb_lock);
511
512                 down_read(&sb->s_umount);
513                 if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
514                         f(sb, arg);
515                 up_read(&sb->s_umount);
516
517                 spin_lock(&sb_lock);
518                 if (p)
519                         __put_super(p);
520                 p = sb;
521         }
522         if (p)
523                 __put_super(p);
524         spin_unlock(&sb_lock);
525 }
526
527 /**
528  *      iterate_supers_type - call function for superblocks of given type
529  *      @type: fs type
530  *      @f: function to call
531  *      @arg: argument to pass to it
532  *
533  *      Scans the superblock list and calls given function, passing it
534  *      locked superblock and given argument.
535  */
536 void iterate_supers_type(struct file_system_type *type,
537         void (*f)(struct super_block *, void *), void *arg)
538 {
539         struct super_block *sb, *p = NULL;
540
541         spin_lock(&sb_lock);
542         hlist_for_each_entry(sb, &type->fs_supers, s_instances) {
543                 sb->s_count++;
544                 spin_unlock(&sb_lock);
545
546                 down_read(&sb->s_umount);
547                 if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
548                         f(sb, arg);
549                 up_read(&sb->s_umount);
550
551                 spin_lock(&sb_lock);
552                 if (p)
553                         __put_super(p);
554                 p = sb;
555         }
556         if (p)
557                 __put_super(p);
558         spin_unlock(&sb_lock);
559 }
560
561 EXPORT_SYMBOL(iterate_supers_type);
562
563 /**
564  *      get_super - get the superblock of a device
565  *      @bdev: device to get the superblock for
566  *      
567  *      Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
568  *      mounted on the device given. %NULL is returned if no match is found.
569  */
570
571 struct super_block *get_super(struct block_device *bdev)
572 {
573         struct super_block *sb;
574
575         if (!bdev)
576                 return NULL;
577
578         spin_lock(&sb_lock);
579 rescan:
580         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
581                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
582                         continue;
583                 if (sb->s_bdev == bdev) {
584                         sb->s_count++;
585                         spin_unlock(&sb_lock);
586                         down_read(&sb->s_umount);
587                         /* still alive? */
588                         if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
589                                 return sb;
590                         up_read(&sb->s_umount);
591                         /* nope, got unmounted */
592                         spin_lock(&sb_lock);
593                         __put_super(sb);
594                         goto rescan;
595                 }
596         }
597         spin_unlock(&sb_lock);
598         return NULL;
599 }
600
601 EXPORT_SYMBOL(get_super);
602
603 /**
604  *      get_super_thawed - get thawed superblock of a device
605  *      @bdev: device to get the superblock for
606  *
607  *      Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
608  *      mounted on the device. The superblock is returned once it is thawed
609  *      (or immediately if it was not frozen). %NULL is returned if no match
610  *      is found.
611  */
612 struct super_block *get_super_thawed(struct block_device *bdev)
613 {
614         while (1) {
615                 struct super_block *s = get_super(bdev);
616                 if (!s || s->s_writers.frozen == SB_UNFROZEN)
617                         return s;
618                 up_read(&s->s_umount);
619                 wait_event(s->s_writers.wait_unfrozen,
620                            s->s_writers.frozen == SB_UNFROZEN);
621                 put_super(s);
622         }
623 }
624 EXPORT_SYMBOL(get_super_thawed);
625
626 /**
627  * get_active_super - get an active reference to the superblock of a device
628  * @bdev: device to get the superblock for
629  *
630  * Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
631  * mounted on the device given.  Returns the superblock with an active
632  * reference or %NULL if none was found.
633  */
634 struct super_block *get_active_super(struct block_device *bdev)
635 {
636         struct super_block *sb;
637
638         if (!bdev)
639                 return NULL;
640
641 restart:
642         spin_lock(&sb_lock);
643         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
644                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
645                         continue;
646                 if (sb->s_bdev == bdev) {
647                         if (!grab_super(sb))
648                                 goto restart;
649                         up_write(&sb->s_umount);
650                         return sb;
651                 }
652         }
653         spin_unlock(&sb_lock);
654         return NULL;
655 }
656  
657 struct super_block *user_get_super(dev_t dev)
658 {
659         struct super_block *sb;
660
661         spin_lock(&sb_lock);
662 rescan:
663         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
664                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
665                         continue;
666                 if (sb->s_dev ==  dev) {
667                         sb->s_count++;
668                         spin_unlock(&sb_lock);
669                         down_read(&sb->s_umount);
670                         /* still alive? */
671                         if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
672                                 return sb;
673                         up_read(&sb->s_umount);
674                         /* nope, got unmounted */
675                         spin_lock(&sb_lock);
676                         __put_super(sb);
677                         goto rescan;
678                 }
679         }
680         spin_unlock(&sb_lock);
681         return NULL;
682 }
683
684 /**
685  *      do_remount_sb - asks filesystem to change mount options.
686  *      @sb:    superblock in question
687  *      @flags: numeric part of options
688  *      @data:  the rest of options
689  *      @force: whether or not to force the change
690  *
691  *      Alters the mount options of a mounted file system.
692  */
693 int do_remount_sb(struct super_block *sb, int flags, void *data, int force)
694 {
695         int retval;
696         int remount_ro;
697
698         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN)
699                 return -EBUSY;
700
701 #ifdef CONFIG_BLOCK
702         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(sb->s_bdev))
703                 return -EACCES;
704 #endif
705
706         remount_ro = (flags & MS_RDONLY) && !(sb->s_flags & MS_RDONLY);
707
708         if (remount_ro) {
709                 if (sb->s_pins.first) {
710                         up_write(&sb->s_umount);
711                         sb_pin_kill(sb);
712                         down_write(&sb->s_umount);
713                         if (!sb->s_root)
714                                 return 0;
715                         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN)
716                                 return -EBUSY;
717                         remount_ro = (flags & MS_RDONLY) && !(sb->s_flags & MS_RDONLY);
718                 }
719         }
720         shrink_dcache_sb(sb);
721
722         /* If we are remounting RDONLY and current sb is read/write,
723            make sure there are no rw files opened */
724         if (remount_ro) {
725                 if (force) {
726                         sb->s_readonly_remount = 1;
727                         smp_wmb();
728                 } else {
729                         retval = sb_prepare_remount_readonly(sb);
730                         if (retval)
731                                 return retval;
732                 }
733         }
734
735         if (sb->s_op->remount_fs) {
736                 retval = sb->s_op->remount_fs(sb, &flags, data);
737                 if (retval) {
738                         if (!force)
739                                 goto cancel_readonly;
740                         /* If forced remount, go ahead despite any errors */
741                         WARN(1, "forced remount of a %s fs returned %i\n",
742                              sb->s_type->name, retval);
743                 }
744         }
745         sb->s_flags = (sb->s_flags & ~MS_RMT_MASK) | (flags & MS_RMT_MASK);
746         /* Needs to be ordered wrt mnt_is_readonly() */
747         smp_wmb();
748         sb->s_readonly_remount = 0;
749
750         /*
751          * Some filesystems modify their metadata via some other path than the
752          * bdev buffer cache (eg. use a private mapping, or directories in
753          * pagecache, etc). Also file data modifications go via their own
754          * mappings. So If we try to mount readonly then copy the filesystem
755          * from bdev, we could get stale data, so invalidate it to give a best
756          * effort at coherency.
757          */
758         if (remount_ro && sb->s_bdev)
759                 invalidate_bdev(sb->s_bdev);
760         return 0;
761
762 cancel_readonly:
763         sb->s_readonly_remount = 0;
764         return retval;
765 }
766
767 static void do_emergency_remount(struct work_struct *work)
768 {
769         struct super_block *sb, *p = NULL;
770
771         spin_lock(&sb_lock);
772         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
773                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
774                         continue;
775                 sb->s_count++;
776                 spin_unlock(&sb_lock);
777                 down_write(&sb->s_umount);
778                 if (sb->s_root && sb->s_bdev && (sb->s_flags & MS_BORN) &&
779                     !(sb->s_flags & MS_RDONLY)) {
780                         /*
781                          * What lock protects sb->s_flags??
782                          */
783                         do_remount_sb(sb, MS_RDONLY, NULL, 1);
784                 }
785                 up_write(&sb->s_umount);
786                 spin_lock(&sb_lock);
787                 if (p)
788                         __put_super(p);
789                 p = sb;
790         }
791         if (p)
792                 __put_super(p);
793         spin_unlock(&sb_lock);
794         kfree(work);
795         printk("Emergency Remount complete\n");
796 }
797
798 void emergency_remount(void)
799 {
800         struct work_struct *work;
801
802         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_ATOMIC);
803         if (work) {
804                 INIT_WORK(work, do_emergency_remount);
805                 schedule_work(work);
806         }
807 }
808
809 /*
810  * Unnamed block devices are dummy devices used by virtual
811  * filesystems which don't use real block-devices.  -- jrs
812  */
813
814 static DEFINE_IDA(unnamed_dev_ida);
815 static DEFINE_SPINLOCK(unnamed_dev_lock);/* protects the above */
816 /* Many userspace utilities consider an FSID of 0 invalid.
817  * Always return at least 1 from get_anon_bdev.
818  */
819 static int unnamed_dev_start = 1;
820
821 int get_anon_bdev(dev_t *p)
822 {
823         int dev;
824         int error;
825
826  retry:
827         if (ida_pre_get(&unnamed_dev_ida, GFP_ATOMIC) == 0)
828                 return -ENOMEM;
829         spin_lock(&unnamed_dev_lock);
830         error = ida_get_new_above(&unnamed_dev_ida, unnamed_dev_start, &dev);
831         if (!error)
832                 unnamed_dev_start = dev + 1;
833         spin_unlock(&unnamed_dev_lock);
834         if (error == -EAGAIN)
835                 /* We raced and lost with another CPU. */
836                 goto retry;
837         else if (error)
838                 return -EAGAIN;
839
840         if (dev == (1 << MINORBITS)) {
841                 spin_lock(&unnamed_dev_lock);
842                 ida_remove(&unnamed_dev_ida, dev);
843                 if (unnamed_dev_start > dev)
844                         unnamed_dev_start = dev;
845                 spin_unlock(&unnamed_dev_lock);
846                 return -EMFILE;
847         }
848         *p = MKDEV(0, dev & MINORMASK);
849         return 0;
850 }
851 EXPORT_SYMBOL(get_anon_bdev);
852
853 void free_anon_bdev(dev_t dev)
854 {
855         int slot = MINOR(dev);
856         spin_lock(&unnamed_dev_lock);
857         ida_remove(&unnamed_dev_ida, slot);
858         if (slot < unnamed_dev_start)
859                 unnamed_dev_start = slot;
860         spin_unlock(&unnamed_dev_lock);
861 }
862 EXPORT_SYMBOL(free_anon_bdev);
863
864 int set_anon_super(struct super_block *s, void *data)
865 {
866         int error = get_anon_bdev(&s->s_dev);
867         if (!error)
868                 s->s_bdi = &noop_backing_dev_info;
869         return error;
870 }
871
872 EXPORT_SYMBOL(set_anon_super);
873
874 void kill_anon_super(struct super_block *sb)
875 {
876         dev_t dev = sb->s_dev;
877         generic_shutdown_super(sb);
878         free_anon_bdev(dev);
879 }
880
881 EXPORT_SYMBOL(kill_anon_super);
882
883 void kill_litter_super(struct super_block *sb)
884 {
885         if (sb->s_root)
886                 d_genocide(sb->s_root);
887         kill_anon_super(sb);
888 }
889
890 EXPORT_SYMBOL(kill_litter_super);
891
892 static int ns_test_super(struct super_block *sb, void *data)
893 {
894         return sb->s_fs_info == data;
895 }
896
897 static int ns_set_super(struct super_block *sb, void *data)
898 {
899         sb->s_fs_info = data;
900         return set_anon_super(sb, NULL);
901 }
902
903 struct dentry *mount_ns(struct file_system_type *fs_type, int flags,
904         void *data, int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
905 {
906         struct super_block *sb;
907
908         sb = sget(fs_type, ns_test_super, ns_set_super, flags, data);
909         if (IS_ERR(sb))
910                 return ERR_CAST(sb);
911
912         if (!sb->s_root) {
913                 int err;
914                 err = fill_super(sb, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
915                 if (err) {
916                         deactivate_locked_super(sb);
917                         return ERR_PTR(err);
918                 }
919
920                 sb->s_flags |= MS_ACTIVE;
921         }
922
923         return dget(sb->s_root);
924 }
925
926 EXPORT_SYMBOL(mount_ns);
927
928 #ifdef CONFIG_BLOCK
929 static int set_bdev_super(struct super_block *s, void *data)
930 {
931         s->s_bdev = data;
932         s->s_dev = s->s_bdev->bd_dev;
933
934         /*
935          * We set the bdi here to the queue backing, file systems can
936          * overwrite this in ->fill_super()
937          */
938         s->s_bdi = &bdev_get_queue(s->s_bdev)->backing_dev_info;
939         return 0;
940 }
941
942 static int test_bdev_super(struct super_block *s, void *data)
943 {
944         return (void *)s->s_bdev == data;
945 }
946
947 struct dentry *mount_bdev(struct file_system_type *fs_type,
948         int flags, const char *dev_name, void *data,
949         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
950 {
951         struct block_device *bdev;
952         struct super_block *s;
953         fmode_t mode = FMODE_READ | FMODE_EXCL;
954         int error = 0;
955
956         if (!(flags & MS_RDONLY))
957                 mode |= FMODE_WRITE;
958
959         bdev = blkdev_get_by_path(dev_name, mode, fs_type);
960         if (IS_ERR(bdev))
961                 return ERR_CAST(bdev);
962
963         /*
964          * once the super is inserted into the list by sget, s_umount
965          * will protect the lockfs code from trying to start a snapshot
966          * while we are mounting
967          */
968         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
969         if (bdev->bd_fsfreeze_count > 0) {
970                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
971                 error = -EBUSY;
972                 goto error_bdev;
973         }
974         s = sget(fs_type, test_bdev_super, set_bdev_super, flags | MS_NOSEC,
975                  bdev);
976         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
977         if (IS_ERR(s))
978                 goto error_s;
979
980         if (s->s_root) {
981                 if ((flags ^ s->s_flags) & MS_RDONLY) {
982                         deactivate_locked_super(s);
983                         error = -EBUSY;
984                         goto error_bdev;
985                 }
986
987                 /*
988                  * s_umount nests inside bd_mutex during
989                  * __invalidate_device().  blkdev_put() acquires
990                  * bd_mutex and can't be called under s_umount.  Drop
991                  * s_umount temporarily.  This is safe as we're
992                  * holding an active reference.
993                  */
994                 up_write(&s->s_umount);
995                 blkdev_put(bdev, mode);
996                 down_write(&s->s_umount);
997         } else {
998                 char b[BDEVNAME_SIZE];
999
1000                 s->s_mode = mode;
1001                 strlcpy(s->s_id, bdevname(bdev, b), sizeof(s->s_id));
1002                 sb_set_blocksize(s, block_size(bdev));
1003                 error = fill_super(s, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
1004                 if (error) {
1005                         deactivate_locked_super(s);
1006                         goto error;
1007                 }
1008
1009                 s->s_flags |= MS_ACTIVE;
1010                 bdev->bd_super = s;
1011         }
1012
1013         return dget(s->s_root);
1014
1015 error_s:
1016         error = PTR_ERR(s);
1017 error_bdev:
1018         blkdev_put(bdev, mode);
1019 error:
1020         return ERR_PTR(error);
1021 }
1022 EXPORT_SYMBOL(mount_bdev);
1023
1024 void kill_block_super(struct super_block *sb)
1025 {
1026         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
1027         fmode_t mode = sb->s_mode;
1028
1029         bdev->bd_super = NULL;
1030         generic_shutdown_super(sb);
1031         sync_blockdev(bdev);
1032         WARN_ON_ONCE(!(mode & FMODE_EXCL));
1033         blkdev_put(bdev, mode | FMODE_EXCL);
1034 }
1035
1036 EXPORT_SYMBOL(kill_block_super);
1037 #endif
1038
1039 struct dentry *mount_nodev(struct file_system_type *fs_type,
1040         int flags, void *data,
1041         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1042 {
1043         int error;
1044         struct super_block *s = sget(fs_type, NULL, set_anon_super, flags, NULL);
1045
1046         if (IS_ERR(s))
1047                 return ERR_CAST(s);
1048
1049         error = fill_super(s, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
1050         if (error) {
1051                 deactivate_locked_super(s);
1052                 return ERR_PTR(error);
1053         }
1054         s->s_flags |= MS_ACTIVE;
1055         return dget(s->s_root);
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(mount_nodev);
1058
1059 static int compare_single(struct super_block *s, void *p)
1060 {
1061         return 1;
1062 }
1063
1064 struct dentry *mount_single(struct file_system_type *fs_type,
1065         int flags, void *data,
1066         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1067 {
1068         struct super_block *s;
1069         int error;
1070
1071         s = sget(fs_type, compare_single, set_anon_super, flags, NULL);
1072         if (IS_ERR(s))
1073                 return ERR_CAST(s);
1074         if (!s->s_root) {
1075                 error = fill_super(s, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
1076                 if (error) {
1077                         deactivate_locked_super(s);
1078                         return ERR_PTR(error);
1079                 }
1080                 s->s_flags |= MS_ACTIVE;
1081         } else {
1082                 do_remount_sb(s, flags, data, 0);
1083         }
1084         return dget(s->s_root);
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL(mount_single);
1087
1088 struct dentry *
1089 mount_fs(struct file_system_type *type, int flags, const char *name, void *data)
1090 {
1091         struct dentry *root;
1092         struct super_block *sb;
1093         char *secdata = NULL;
1094         int error = -ENOMEM;
1095
1096         if (data && !(type->fs_flags & FS_BINARY_MOUNTDATA)) {
1097                 secdata = alloc_secdata();
1098                 if (!secdata)
1099                         goto out;
1100
1101                 error = security_sb_copy_data(data, secdata);
1102                 if (error)
1103                         goto out_free_secdata;
1104         }
1105
1106         root = type->mount(type, flags, name, data);
1107         if (IS_ERR(root)) {
1108                 error = PTR_ERR(root);
1109                 goto out_free_secdata;
1110         }
1111         sb = root->d_sb;
1112         BUG_ON(!sb);
1113         WARN_ON(!sb->s_bdi);
1114         WARN_ON(sb->s_bdi == &default_backing_dev_info);
1115         sb->s_flags |= MS_BORN;
1116
1117         error = security_sb_kern_mount(sb, flags, secdata);
1118         if (error)
1119                 goto out_sb;
1120
1121         /*
1122          * filesystems should never set s_maxbytes larger than MAX_LFS_FILESIZE
1123          * but s_maxbytes was an unsigned long long for many releases. Throw
1124          * this warning for a little while to try and catch filesystems that
1125          * violate this rule.
1126          */
1127         WARN((sb->s_maxbytes < 0), "%s set sb->s_maxbytes to "
1128                 "negative value (%lld)\n", type->name, sb->s_maxbytes);
1129
1130         up_write(&sb->s_umount);
1131         free_secdata(secdata);
1132         return root;
1133 out_sb:
1134         dput(root);
1135         deactivate_locked_super(sb);
1136 out_free_secdata:
1137         free_secdata(secdata);
1138 out:
1139         return ERR_PTR(error);
1140 }
1141
1142 /*
1143  * This is an internal function, please use sb_end_{write,pagefault,intwrite}
1144  * instead.
1145  */
1146 void __sb_end_write(struct super_block *sb, int level)
1147 {
1148         percpu_counter_dec(&sb->s_writers.counter[level-1]);
1149         /*
1150          * Make sure s_writers are updated before we wake up waiters in
1151          * freeze_super().
1152          */
1153         smp_mb();
1154         if (waitqueue_active(&sb->s_writers.wait))
1155                 wake_up(&sb->s_writers.wait);
1156         rwsem_release(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 1, _RET_IP_);
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL(__sb_end_write);
1159
1160 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1161 /*
1162  * We want lockdep to tell us about possible deadlocks with freezing but
1163  * it's it bit tricky to properly instrument it. Getting a freeze protection
1164  * works as getting a read lock but there are subtle problems. XFS for example
1165  * gets freeze protection on internal level twice in some cases, which is OK
1166  * only because we already hold a freeze protection also on higher level. Due
1167  * to these cases we have to tell lockdep we are doing trylock when we
1168  * already hold a freeze protection for a higher freeze level.
1169  */
1170 static void acquire_freeze_lock(struct super_block *sb, int level, bool trylock,
1171                                 unsigned long ip)
1172 {
1173         int i;
1174
1175         if (!trylock) {
1176                 for (i = 0; i < level - 1; i++)
1177                         if (lock_is_held(&sb->s_writers.lock_map[i])) {
1178                                 trylock = true;
1179                                 break;
1180                         }
1181         }
1182         rwsem_acquire_read(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 0, trylock, ip);
1183 }
1184 #endif
1185
1186 /*
1187  * This is an internal function, please use sb_start_{write,pagefault,intwrite}
1188  * instead.
1189  */
1190 int __sb_start_write(struct super_block *sb, int level, bool wait)
1191 {
1192 retry:
1193         if (unlikely(sb->s_writers.frozen >= level)) {
1194                 if (!wait)
1195                         return 0;
1196                 wait_event(sb->s_writers.wait_unfrozen,
1197                            sb->s_writers.frozen < level);
1198         }
1199
1200 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1201         acquire_freeze_lock(sb, level, !wait, _RET_IP_);
1202 #endif
1203         percpu_counter_inc(&sb->s_writers.counter[level-1]);
1204         /*
1205          * Make sure counter is updated before we check for frozen.
1206          * freeze_super() first sets frozen and then checks the counter.
1207          */
1208         smp_mb();
1209         if (unlikely(sb->s_writers.frozen >= level)) {
1210                 __sb_end_write(sb, level);
1211                 goto retry;
1212         }
1213         return 1;
1214 }
1215 EXPORT_SYMBOL(__sb_start_write);
1216
1217 /**
1218  * sb_wait_write - wait until all writers to given file system finish
1219  * @sb: the super for which we wait
1220  * @level: type of writers we wait for (normal vs page fault)
1221  *
1222  * This function waits until there are no writers of given type to given file
1223  * system. Caller of this function should make sure there can be no new writers
1224  * of type @level before calling this function. Otherwise this function can
1225  * livelock.
1226  */
1227 static void sb_wait_write(struct super_block *sb, int level)
1228 {
1229         s64 writers;
1230
1231         /*
1232          * We just cycle-through lockdep here so that it does not complain
1233          * about returning with lock to userspace
1234          */
1235         rwsem_acquire(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 0, 0, _THIS_IP_);
1236         rwsem_release(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 1, _THIS_IP_);
1237
1238         do {
1239                 DEFINE_WAIT(wait);
1240
1241                 /*
1242                  * We use a barrier in prepare_to_wait() to separate setting
1243                  * of frozen and checking of the counter
1244                  */
1245                 prepare_to_wait(&sb->s_writers.wait, &wait,
1246                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1247
1248                 writers = percpu_counter_sum(&sb->s_writers.counter[level-1]);
1249                 if (writers)
1250                         schedule();
1251
1252                 finish_wait(&sb->s_writers.wait, &wait);
1253         } while (writers);
1254 }
1255
1256 /**
1257  * freeze_super - lock the filesystem and force it into a consistent state
1258  * @sb: the super to lock
1259  *
1260  * Syncs the super to make sure the filesystem is consistent and calls the fs's
1261  * freeze_fs.  Subsequent calls to this without first thawing the fs will return
1262  * -EBUSY.
1263  *
1264  * During this function, sb->s_writers.frozen goes through these values:
1265  *
1266  * SB_UNFROZEN: File system is normal, all writes progress as usual.
1267  *
1268  * SB_FREEZE_WRITE: The file system is in the process of being frozen.  New
1269  * writes should be blocked, though page faults are still allowed. We wait for
1270  * all writes to complete and then proceed to the next stage.
1271  *
1272  * SB_FREEZE_PAGEFAULT: Freezing continues. Now also page faults are blocked
1273  * but internal fs threads can still modify the filesystem (although they
1274  * should not dirty new pages or inodes), writeback can run etc. After waiting
1275  * for all running page faults we sync the filesystem which will clean all
1276  * dirty pages and inodes (no new dirty pages or inodes can be created when
1277  * sync is running).
1278  *
1279  * SB_FREEZE_FS: The file system is frozen. Now all internal sources of fs
1280  * modification are blocked (e.g. XFS preallocation truncation on inode
1281  * reclaim). This is usually implemented by blocking new transactions for
1282  * filesystems that have them and need this additional guard. After all
1283  * internal writers are finished we call ->freeze_fs() to finish filesystem
1284  * freezing. Then we transition to SB_FREEZE_COMPLETE state. This state is
1285  * mostly auxiliary for filesystems to verify they do not modify frozen fs.
1286  *
1287  * sb->s_writers.frozen is protected by sb->s_umount.
1288  */
1289 int freeze_super(struct super_block *sb)
1290 {
1291         int ret;
1292
1293         atomic_inc(&sb->s_active);
1294         down_write(&sb->s_umount);
1295         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN) {
1296                 deactivate_locked_super(sb);
1297                 return -EBUSY;
1298         }
1299
1300         if (!(sb->s_flags & MS_BORN)) {
1301                 up_write(&sb->s_umount);
1302                 return 0;       /* sic - it's "nothing to do" */
1303         }
1304
1305         if (sb->s_flags & MS_RDONLY) {
1306                 /* Nothing to do really... */
1307                 sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_COMPLETE;
1308                 up_write(&sb->s_umount);
1309                 return 0;
1310         }
1311
1312         /* From now on, no new normal writers can start */
1313         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_WRITE;
1314         smp_wmb();
1315
1316         /* Release s_umount to preserve sb_start_write -> s_umount ordering */
1317         up_write(&sb->s_umount);
1318
1319         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_WRITE);
1320
1321         /* Now we go and block page faults... */
1322         down_write(&sb->s_umount);
1323         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_PAGEFAULT;
1324         smp_wmb();
1325
1326         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_PAGEFAULT);
1327
1328         /* All writers are done so after syncing there won't be dirty data */
1329         sync_filesystem(sb);
1330
1331         /* Now wait for internal filesystem counter */
1332         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_FS;
1333         smp_wmb();
1334         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_FS);
1335
1336         if (sb->s_op->freeze_fs) {
1337                 ret = sb->s_op->freeze_fs(sb);
1338                 if (ret) {
1339                         printk(KERN_ERR
1340                                 "VFS:Filesystem freeze failed\n");
1341                         sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1342                         smp_wmb();
1343                         wake_up(&sb->s_writers.wait_unfrozen);
1344                         deactivate_locked_super(sb);
1345                         return ret;
1346                 }
1347         }
1348         /*
1349          * This is just for debugging purposes so that fs can warn if it
1350          * sees write activity when frozen is set to SB_FREEZE_COMPLETE.
1351          */
1352         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_COMPLETE;
1353         up_write(&sb->s_umount);
1354         return 0;
1355 }
1356 EXPORT_SYMBOL(freeze_super);
1357
1358 /**
1359  * thaw_super -- unlock filesystem
1360  * @sb: the super to thaw
1361  *
1362  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_super().
1363  */
1364 int thaw_super(struct super_block *sb)
1365 {
1366         int error;
1367
1368         down_write(&sb->s_umount);
1369         if (sb->s_writers.frozen == SB_UNFROZEN) {
1370                 up_write(&sb->s_umount);
1371                 return -EINVAL;
1372         }
1373
1374         if (sb->s_flags & MS_RDONLY)
1375                 goto out;
1376
1377         if (sb->s_op->unfreeze_fs) {
1378                 error = sb->s_op->unfreeze_fs(sb);
1379                 if (error) {
1380                         printk(KERN_ERR
1381                                 "VFS:Filesystem thaw failed\n");
1382                         up_write(&sb->s_umount);
1383                         return error;
1384                 }
1385         }
1386
1387 out:
1388         sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1389         smp_wmb();
1390         wake_up(&sb->s_writers.wait_unfrozen);
1391         deactivate_locked_super(sb);
1392
1393         return 0;
1394 }
1395 EXPORT_SYMBOL(thaw_super);