fs: fix data races on inode->i_flctx
authorDmitry Vyukov <dvyukov@google.com>
Mon, 21 Sep 2015 07:43:06 +0000 (09:43 +0200)
committerJeff Layton <jeff.layton@primarydata.com>
Mon, 21 Sep 2015 11:27:35 +0000 (07:27 -0400)
locks_get_lock_context() uses cmpxchg() to install i_flctx.
cmpxchg() is a release operation which is correct. But it uses
a plain load to load i_flctx. This is incorrect. Subsequent loads
from i_flctx can hoist above the load of i_flctx pointer itself
and observe uninitialized garbage there. This in turn can lead
to corruption of ctx->flc_lock and other members.

Documentation/memory-barriers.txt explicitly requires to use
a barrier in such context:
"A load-load control dependency requires a full read memory barrier".

Use smp_load_acquire() in locks_get_lock_context() and in bunch
of other functions that can proceed concurrently with
locks_get_lock_context().

The data race was found with KernelThreadSanitizer (KTSAN).

Signed-off-by: Dmitry Vyukov <dvyukov@google.com>
Signed-off-by: Jeff Layton <jeff.layton@primarydata.com>
fs/locks.c

index 2a54c80..316e474 100644 (file)
@@ -205,28 +205,32 @@ static struct kmem_cache *filelock_cache __read_mostly;
 static struct file_lock_context *
 locks_get_lock_context(struct inode *inode, int type)
 {
-       struct file_lock_context *new;
+       struct file_lock_context *ctx;
 
-       if (likely(inode->i_flctx) || type == F_UNLCK)
+       /* paired with cmpxchg() below */
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
+       if (likely(ctx) || type == F_UNLCK)
                goto out;
 
-       new = kmem_cache_alloc(flctx_cache, GFP_KERNEL);
-       if (!new)
+       ctx = kmem_cache_alloc(flctx_cache, GFP_KERNEL);
+       if (!ctx)
                goto out;
 
-       spin_lock_init(&new->flc_lock);
-       INIT_LIST_HEAD(&new->flc_flock);
-       INIT_LIST_HEAD(&new->flc_posix);
-       INIT_LIST_HEAD(&new->flc_lease);
+       spin_lock_init(&ctx->flc_lock);
+       INIT_LIST_HEAD(&ctx->flc_flock);
+       INIT_LIST_HEAD(&ctx->flc_posix);
+       INIT_LIST_HEAD(&ctx->flc_lease);
 
        /*
         * Assign the pointer if it's not already assigned. If it is, then
         * free the context we just allocated.
         */
-       if (cmpxchg(&inode->i_flctx, NULL, new))
-               kmem_cache_free(flctx_cache, new);
+       if (cmpxchg(&inode->i_flctx, NULL, ctx)) {
+               kmem_cache_free(flctx_cache, ctx);
+               ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
+       }
 out:
-       return inode->i_flctx;
+       return ctx;
 }
 
 void
@@ -762,7 +766,7 @@ posix_test_lock(struct file *filp, struct file_lock *fl)
        struct file_lock_context *ctx;
        struct inode *inode = file_inode(filp);
 
-       ctx = inode->i_flctx;
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (!ctx || list_empty_careful(&ctx->flc_posix)) {
                fl->fl_type = F_UNLCK;
                return;
@@ -1203,7 +1207,7 @@ int locks_mandatory_locked(struct file *file)
        struct file_lock_context *ctx;
        struct file_lock *fl;
 
-       ctx = inode->i_flctx;
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (!ctx || list_empty_careful(&ctx->flc_posix))
                return 0;
 
@@ -1388,7 +1392,7 @@ any_leases_conflict(struct inode *inode, struct file_lock *breaker)
 int __break_lease(struct inode *inode, unsigned int mode, unsigned int type)
 {
        int error = 0;
-       struct file_lock_context *ctx = inode->i_flctx;
+       struct file_lock_context *ctx;
        struct file_lock *new_fl, *fl, *tmp;
        unsigned long break_time;
        int want_write = (mode & O_ACCMODE) != O_RDONLY;
@@ -1400,6 +1404,7 @@ int __break_lease(struct inode *inode, unsigned int mode, unsigned int type)
        new_fl->fl_flags = type;
 
        /* typically we will check that ctx is non-NULL before calling */
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (!ctx) {
                WARN_ON_ONCE(1);
                return error;
@@ -1494,9 +1499,10 @@ EXPORT_SYMBOL(__break_lease);
 void lease_get_mtime(struct inode *inode, struct timespec *time)
 {
        bool has_lease = false;
-       struct file_lock_context *ctx = inode->i_flctx;
+       struct file_lock_context *ctx;
        struct file_lock *fl;
 
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (ctx && !list_empty_careful(&ctx->flc_lease)) {
                spin_lock(&ctx->flc_lock);
                if (!list_empty(&ctx->flc_lease)) {
@@ -1543,10 +1549,11 @@ int fcntl_getlease(struct file *filp)
 {
        struct file_lock *fl;
        struct inode *inode = file_inode(filp);
-       struct file_lock_context *ctx = inode->i_flctx;
+       struct file_lock_context *ctx;
        int type = F_UNLCK;
        LIST_HEAD(dispose);
 
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (ctx && !list_empty_careful(&ctx->flc_lease)) {
                spin_lock(&ctx->flc_lock);
                time_out_leases(file_inode(filp), &dispose);
@@ -1713,9 +1720,10 @@ static int generic_delete_lease(struct file *filp, void *owner)
        struct file_lock *fl, *victim = NULL;
        struct dentry *dentry = filp->f_path.dentry;
        struct inode *inode = dentry->d_inode;
-       struct file_lock_context *ctx = inode->i_flctx;
+       struct file_lock_context *ctx;
        LIST_HEAD(dispose);
 
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (!ctx) {
                trace_generic_delete_lease(inode, NULL);
                return error;
@@ -2359,13 +2367,14 @@ out:
 void locks_remove_posix(struct file *filp, fl_owner_t owner)
 {
        struct file_lock lock;
-       struct file_lock_context *ctx = file_inode(filp)->i_flctx;
+       struct file_lock_context *ctx;
 
        /*
         * If there are no locks held on this file, we don't need to call
         * posix_lock_file().  Another process could be setting a lock on this
         * file at the same time, but we wouldn't remove that lock anyway.
         */
+       ctx =  smp_load_acquire(&file_inode(filp)->i_flctx);
        if (!ctx || list_empty(&ctx->flc_posix))
                return;
 
@@ -2389,7 +2398,7 @@ EXPORT_SYMBOL(locks_remove_posix);
 
 /* The i_flctx must be valid when calling into here */
 static void
-locks_remove_flock(struct file *filp)
+locks_remove_flock(struct file *filp, struct file_lock_context *flctx)
 {
        struct file_lock fl = {
                .fl_owner = filp,
@@ -2400,7 +2409,6 @@ locks_remove_flock(struct file *filp)
                .fl_end = OFFSET_MAX,
        };
        struct inode *inode = file_inode(filp);
-       struct file_lock_context *flctx = inode->i_flctx;
 
        if (list_empty(&flctx->flc_flock))
                return;
@@ -2416,10 +2424,8 @@ locks_remove_flock(struct file *filp)
 
 /* The i_flctx must be valid when calling into here */
 static void
-locks_remove_lease(struct file *filp)
+locks_remove_lease(struct file *filp, struct file_lock_context *ctx)
 {
-       struct inode *inode = file_inode(filp);
-       struct file_lock_context *ctx = inode->i_flctx;
        struct file_lock *fl, *tmp;
        LIST_HEAD(dispose);
 
@@ -2439,17 +2445,20 @@ locks_remove_lease(struct file *filp)
  */
 void locks_remove_file(struct file *filp)
 {
-       if (!file_inode(filp)->i_flctx)
+       struct file_lock_context *ctx;
+
+       ctx = smp_load_acquire(&file_inode(filp)->i_flctx);
+       if (!ctx)
                return;
 
        /* remove any OFD locks */
        locks_remove_posix(filp, filp);
 
        /* remove flock locks */
-       locks_remove_flock(filp);
+       locks_remove_flock(filp, ctx);
 
        /* remove any leases */
-       locks_remove_lease(filp);
+       locks_remove_lease(filp, ctx);
 }
 
 /**
@@ -2616,7 +2625,7 @@ void show_fd_locks(struct seq_file *f,
        struct file_lock_context *ctx;
        int id = 0;
 
-       ctx = inode->i_flctx;
+       ctx = smp_load_acquire(&inode->i_flctx);
        if (!ctx)
                return;