livelock avoidance in sget()
[linux-3.10.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  *    Torbj√∂rn 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/acct.h>
26 #include <linux/blkdev.h>
27 #include <linux/mount.h>
28 #include <linux/security.h>
29 #include <linux/writeback.h>            /* for the emergency remount stuff */
30 #include <linux/idr.h>
31 #include <linux/mutex.h>
32 #include <linux/backing-dev.h>
33 #include <linux/rculist_bl.h>
34 #include <linux/cleancache.h>
35 #include <linux/fsnotify.h>
36 #include <linux/lockdep.h>
37 #include "internal.h"
38
39
40 LIST_HEAD(super_blocks);
41 DEFINE_SPINLOCK(sb_lock);
42
43 static char *sb_writers_name[SB_FREEZE_LEVELS] = {
44         "sb_writers",
45         "sb_pagefaults",
46         "sb_internal",
47 };
48
49 /*
50  * One thing we have to be careful of with a per-sb shrinker is that we don't
51  * drop the last active reference to the superblock from within the shrinker.
52  * If that happens we could trigger unregistering the shrinker from within the
53  * shrinker path and that leads to deadlock on the shrinker_rwsem. Hence we
54  * take a passive reference to the superblock to avoid this from occurring.
55  */
56 static int prune_super(struct shrinker *shrink, struct shrink_control *sc)
57 {
58         struct super_block *sb;
59         int     fs_objects = 0;
60         int     total_objects;
61
62         sb = container_of(shrink, struct super_block, s_shrink);
63
64         /*
65          * Deadlock avoidance.  We may hold various FS locks, and we don't want
66          * to recurse into the FS that called us in clear_inode() and friends..
67          */
68         if (sc->nr_to_scan && !(sc->gfp_mask & __GFP_FS))
69                 return -1;
70
71         if (!grab_super_passive(sb))
72                 return -1;
73
74         if (sb->s_op && sb->s_op->nr_cached_objects)
75                 fs_objects = sb->s_op->nr_cached_objects(sb);
76
77         total_objects = sb->s_nr_dentry_unused +
78                         sb->s_nr_inodes_unused + fs_objects + 1;
79
80         if (sc->nr_to_scan) {
81                 int     dentries;
82                 int     inodes;
83
84                 /* proportion the scan between the caches */
85                 dentries = (sc->nr_to_scan * sb->s_nr_dentry_unused) /
86                                                         total_objects;
87                 inodes = (sc->nr_to_scan * sb->s_nr_inodes_unused) /
88                                                         total_objects;
89                 if (fs_objects)
90                         fs_objects = (sc->nr_to_scan * fs_objects) /
91                                                         total_objects;
92                 /*
93                  * prune the dcache first as the icache is pinned by it, then
94                  * prune the icache, followed by the filesystem specific caches
95                  */
96                 prune_dcache_sb(sb, dentries);
97                 prune_icache_sb(sb, inodes);
98
99                 if (fs_objects && sb->s_op->free_cached_objects) {
100                         sb->s_op->free_cached_objects(sb, fs_objects);
101                         fs_objects = sb->s_op->nr_cached_objects(sb);
102                 }
103                 total_objects = sb->s_nr_dentry_unused +
104                                 sb->s_nr_inodes_unused + fs_objects;
105         }
106
107         total_objects = (total_objects / 100) * sysctl_vfs_cache_pressure;
108         drop_super(sb);
109         return total_objects;
110 }
111
112 static int init_sb_writers(struct super_block *s, struct file_system_type *type)
113 {
114         int err;
115         int i;
116
117         for (i = 0; i < SB_FREEZE_LEVELS; i++) {
118                 err = percpu_counter_init(&s->s_writers.counter[i], 0);
119                 if (err < 0)
120                         goto err_out;
121                 lockdep_init_map(&s->s_writers.lock_map[i], sb_writers_name[i],
122                                  &type->s_writers_key[i], 0);
123         }
124         init_waitqueue_head(&s->s_writers.wait);
125         init_waitqueue_head(&s->s_writers.wait_unfrozen);
126         return 0;
127 err_out:
128         while (--i >= 0)
129                 percpu_counter_destroy(&s->s_writers.counter[i]);
130         return err;
131 }
132
133 static void destroy_sb_writers(struct super_block *s)
134 {
135         int i;
136
137         for (i = 0; i < SB_FREEZE_LEVELS; i++)
138                 percpu_counter_destroy(&s->s_writers.counter[i]);
139 }
140
141 /**
142  *      alloc_super     -       create new superblock
143  *      @type:  filesystem type superblock should belong to
144  *      @flags: the mount flags
145  *
146  *      Allocates and initializes a new &struct super_block.  alloc_super()
147  *      returns a pointer new superblock or %NULL if allocation had failed.
148  */
149 static struct super_block *alloc_super(struct file_system_type *type, int flags)
150 {
151         struct super_block *s = kzalloc(sizeof(struct super_block),  GFP_USER);
152         static const struct super_operations default_op;
153
154         if (s) {
155                 if (security_sb_alloc(s)) {
156                         /*
157                          * We cannot call security_sb_free() without
158                          * security_sb_alloc() succeeding. So bail out manually
159                          */
160                         kfree(s);
161                         s = NULL;
162                         goto out;
163                 }
164 #ifdef CONFIG_SMP
165                 s->s_files = alloc_percpu(struct list_head);
166                 if (!s->s_files)
167                         goto err_out;
168                 else {
169                         int i;
170
171                         for_each_possible_cpu(i)
172                                 INIT_LIST_HEAD(per_cpu_ptr(s->s_files, i));
173                 }
174 #else
175                 INIT_LIST_HEAD(&s->s_files);
176 #endif
177                 if (init_sb_writers(s, type))
178                         goto err_out;
179                 s->s_flags = flags;
180                 s->s_bdi = &default_backing_dev_info;
181                 INIT_HLIST_NODE(&s->s_instances);
182                 INIT_HLIST_BL_HEAD(&s->s_anon);
183                 INIT_LIST_HEAD(&s->s_inodes);
184                 INIT_LIST_HEAD(&s->s_dentry_lru);
185                 INIT_LIST_HEAD(&s->s_inode_lru);
186                 spin_lock_init(&s->s_inode_lru_lock);
187                 INIT_LIST_HEAD(&s->s_mounts);
188                 init_rwsem(&s->s_umount);
189                 lockdep_set_class(&s->s_umount, &type->s_umount_key);
190                 /*
191                  * sget() can have s_umount recursion.
192                  *
193                  * When it cannot find a suitable sb, it allocates a new
194                  * one (this one), and tries again to find a suitable old
195                  * one.
196                  *
197                  * In case that succeeds, it will acquire the s_umount
198                  * lock of the old one. Since these are clearly distrinct
199                  * locks, and this object isn't exposed yet, there's no
200                  * risk of deadlocks.
201                  *
202                  * Annotate this by putting this lock in a different
203                  * subclass.
204                  */
205                 down_write_nested(&s->s_umount, SINGLE_DEPTH_NESTING);
206                 s->s_count = 1;
207                 atomic_set(&s->s_active, 1);
208                 mutex_init(&s->s_vfs_rename_mutex);
209                 lockdep_set_class(&s->s_vfs_rename_mutex, &type->s_vfs_rename_key);
210                 mutex_init(&s->s_dquot.dqio_mutex);
211                 mutex_init(&s->s_dquot.dqonoff_mutex);
212                 init_rwsem(&s->s_dquot.dqptr_sem);
213                 s->s_maxbytes = MAX_NON_LFS;
214                 s->s_op = &default_op;
215                 s->s_time_gran = 1000000000;
216                 s->cleancache_poolid = -1;
217
218                 s->s_shrink.seeks = DEFAULT_SEEKS;
219                 s->s_shrink.shrink = prune_super;
220                 s->s_shrink.batch = 1024;
221         }
222 out:
223         return s;
224 err_out:
225         security_sb_free(s);
226 #ifdef CONFIG_SMP
227         if (s->s_files)
228                 free_percpu(s->s_files);
229 #endif
230         destroy_sb_writers(s);
231         kfree(s);
232         s = NULL;
233         goto out;
234 }
235
236 /**
237  *      destroy_super   -       frees a superblock
238  *      @s: superblock to free
239  *
240  *      Frees a superblock.
241  */
242 static inline void destroy_super(struct super_block *s)
243 {
244 #ifdef CONFIG_SMP
245         free_percpu(s->s_files);
246 #endif
247         destroy_sb_writers(s);
248         security_sb_free(s);
249         WARN_ON(!list_empty(&s->s_mounts));
250         kfree(s->s_subtype);
251         kfree(s->s_options);
252         kfree(s);
253 }
254
255 /* Superblock refcounting  */
256
257 /*
258  * Drop a superblock's refcount.  The caller must hold sb_lock.
259  */
260 static void __put_super(struct super_block *sb)
261 {
262         if (!--sb->s_count) {
263                 list_del_init(&sb->s_list);
264                 destroy_super(sb);
265         }
266 }
267
268 /**
269  *      put_super       -       drop a temporary reference to superblock
270  *      @sb: superblock in question
271  *
272  *      Drops a temporary reference, frees superblock if there's no
273  *      references left.
274  */
275 static void put_super(struct super_block *sb)
276 {
277         spin_lock(&sb_lock);
278         __put_super(sb);
279         spin_unlock(&sb_lock);
280 }
281
282
283 /**
284  *      deactivate_locked_super -       drop an active reference to superblock
285  *      @s: superblock to deactivate
286  *
287  *      Drops an active reference to superblock, converting it into a temprory
288  *      one if there is no other active references left.  In that case we
289  *      tell fs driver to shut it down and drop the temporary reference we
290  *      had just acquired.
291  *
292  *      Caller holds exclusive lock on superblock; that lock is released.
293  */
294 void deactivate_locked_super(struct super_block *s)
295 {
296         struct file_system_type *fs = s->s_type;
297         if (atomic_dec_and_test(&s->s_active)) {
298                 cleancache_invalidate_fs(s);
299                 fs->kill_sb(s);
300
301                 /* caches are now gone, we can safely kill the shrinker now */
302                 unregister_shrinker(&s->s_shrink);
303                 put_filesystem(fs);
304                 put_super(s);
305         } else {
306                 up_write(&s->s_umount);
307         }
308 }
309
310 EXPORT_SYMBOL(deactivate_locked_super);
311
312 /**
313  *      deactivate_super        -       drop an active reference to superblock
314  *      @s: superblock to deactivate
315  *
316  *      Variant of deactivate_locked_super(), except that superblock is *not*
317  *      locked by caller.  If we are going to drop the final active reference,
318  *      lock will be acquired prior to that.
319  */
320 void deactivate_super(struct super_block *s)
321 {
322         if (!atomic_add_unless(&s->s_active, -1, 1)) {
323                 down_write(&s->s_umount);
324                 deactivate_locked_super(s);
325         }
326 }
327
328 EXPORT_SYMBOL(deactivate_super);
329
330 /**
331  *      grab_super - acquire an active reference
332  *      @s: reference we are trying to make active
333  *
334  *      Tries to acquire an active reference.  grab_super() is used when we
335  *      had just found a superblock in super_blocks or fs_type->fs_supers
336  *      and want to turn it into a full-blown active reference.  grab_super()
337  *      is called with sb_lock held and drops it.  Returns 1 in case of
338  *      success, 0 if we had failed (superblock contents was already dead or
339  *      dying when grab_super() had been called).  Note that this is only
340  *      called for superblocks not in rundown mode (== ones still on ->fs_supers
341  *      of their type), so increment of ->s_count is OK here.
342  */
343 static int grab_super(struct super_block *s) __releases(sb_lock)
344 {
345         s->s_count++;
346         spin_unlock(&sb_lock);
347         down_write(&s->s_umount);
348         if ((s->s_flags & MS_BORN) && atomic_inc_not_zero(&s->s_active)) {
349                 put_super(s);
350                 return 1;
351         }
352         up_write(&s->s_umount);
353         put_super(s);
354         return 0;
355 }
356
357 /*
358  *      grab_super_passive - acquire a passive reference
359  *      @sb: reference we are trying to grab
360  *
361  *      Tries to acquire a passive reference. This is used in places where we
362  *      cannot take an active reference but we need to ensure that the
363  *      superblock does not go away while we are working on it. It returns
364  *      false if a reference was not gained, and returns true with the s_umount
365  *      lock held in read mode if a reference is gained. On successful return,
366  *      the caller must drop the s_umount lock and the passive reference when
367  *      done.
368  */
369 bool grab_super_passive(struct super_block *sb)
370 {
371         spin_lock(&sb_lock);
372         if (hlist_unhashed(&sb->s_instances)) {
373                 spin_unlock(&sb_lock);
374                 return false;
375         }
376
377         sb->s_count++;
378         spin_unlock(&sb_lock);
379
380         if (down_read_trylock(&sb->s_umount)) {
381                 if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
382                         return true;
383                 up_read(&sb->s_umount);
384         }
385
386         put_super(sb);
387         return false;
388 }
389
390 /**
391  *      generic_shutdown_super  -       common helper for ->kill_sb()
392  *      @sb: superblock to kill
393  *
394  *      generic_shutdown_super() does all fs-independent work on superblock
395  *      shutdown.  Typical ->kill_sb() should pick all fs-specific objects
396  *      that need destruction out of superblock, call generic_shutdown_super()
397  *      and release aforementioned objects.  Note: dentries and inodes _are_
398  *      taken care of and do not need specific handling.
399  *
400  *      Upon calling this function, the filesystem may no longer alter or
401  *      rearrange the set of dentries belonging to this super_block, nor may it
402  *      change the attachments of dentries to inodes.
403  */
404 void generic_shutdown_super(struct super_block *sb)
405 {
406         const struct super_operations *sop = sb->s_op;
407
408         if (sb->s_root) {
409                 shrink_dcache_for_umount(sb);
410                 sync_filesystem(sb);
411                 sb->s_flags &= ~MS_ACTIVE;
412
413                 fsnotify_unmount_inodes(&sb->s_inodes);
414
415                 evict_inodes(sb);
416
417                 if (sop->put_super)
418                         sop->put_super(sb);
419
420                 if (!list_empty(&sb->s_inodes)) {
421                         printk("VFS: Busy inodes after unmount of %s. "
422                            "Self-destruct in 5 seconds.  Have a nice day...\n",
423                            sb->s_id);
424                 }
425         }
426         spin_lock(&sb_lock);
427         /* should be initialized for __put_super_and_need_restart() */
428         hlist_del_init(&sb->s_instances);
429         spin_unlock(&sb_lock);
430         up_write(&sb->s_umount);
431 }
432
433 EXPORT_SYMBOL(generic_shutdown_super);
434
435 /**
436  *      sget    -       find or create a superblock
437  *      @type:  filesystem type superblock should belong to
438  *      @test:  comparison callback
439  *      @set:   setup callback
440  *      @flags: mount flags
441  *      @data:  argument to each of them
442  */
443 struct super_block *sget(struct file_system_type *type,
444                         int (*test)(struct super_block *,void *),
445                         int (*set)(struct super_block *,void *),
446                         int flags,
447                         void *data)
448 {
449         struct super_block *s = NULL;
450         struct super_block *old;
451         int err;
452
453 retry:
454         spin_lock(&sb_lock);
455         if (test) {
456                 hlist_for_each_entry(old, &type->fs_supers, s_instances) {
457                         if (!test(old, data))
458                                 continue;
459                         if (!grab_super(old))
460                                 goto retry;
461                         if (s) {
462                                 up_write(&s->s_umount);
463                                 destroy_super(s);
464                                 s = NULL;
465                         }
466                         return old;
467                 }
468         }
469         if (!s) {
470                 spin_unlock(&sb_lock);
471                 s = alloc_super(type, flags);
472                 if (!s)
473                         return ERR_PTR(-ENOMEM);
474                 goto retry;
475         }
476                 
477         err = set(s, data);
478         if (err) {
479                 spin_unlock(&sb_lock);
480                 up_write(&s->s_umount);
481                 destroy_super(s);
482                 return ERR_PTR(err);
483         }
484         s->s_type = type;
485         strlcpy(s->s_id, type->name, sizeof(s->s_id));
486         list_add_tail(&s->s_list, &super_blocks);
487         hlist_add_head(&s->s_instances, &type->fs_supers);
488         spin_unlock(&sb_lock);
489         get_filesystem(type);
490         register_shrinker(&s->s_shrink);
491         return s;
492 }
493
494 EXPORT_SYMBOL(sget);
495
496 void drop_super(struct super_block *sb)
497 {
498         up_read(&sb->s_umount);
499         put_super(sb);
500 }
501
502 EXPORT_SYMBOL(drop_super);
503
504 /**
505  *      iterate_supers - call function for all active superblocks
506  *      @f: function to call
507  *      @arg: argument to pass to it
508  *
509  *      Scans the superblock list and calls given function, passing it
510  *      locked superblock and given argument.
511  */
512 void iterate_supers(void (*f)(struct super_block *, void *), void *arg)
513 {
514         struct super_block *sb, *p = NULL;
515
516         spin_lock(&sb_lock);
517         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
518                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
519                         continue;
520                 sb->s_count++;
521                 spin_unlock(&sb_lock);
522
523                 down_read(&sb->s_umount);
524                 if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
525                         f(sb, arg);
526                 up_read(&sb->s_umount);
527
528                 spin_lock(&sb_lock);
529                 if (p)
530                         __put_super(p);
531                 p = sb;
532         }
533         if (p)
534                 __put_super(p);
535         spin_unlock(&sb_lock);
536 }
537
538 /**
539  *      iterate_supers_type - call function for superblocks of given type
540  *      @type: fs type
541  *      @f: function to call
542  *      @arg: argument to pass to it
543  *
544  *      Scans the superblock list and calls given function, passing it
545  *      locked superblock and given argument.
546  */
547 void iterate_supers_type(struct file_system_type *type,
548         void (*f)(struct super_block *, void *), void *arg)
549 {
550         struct super_block *sb, *p = NULL;
551
552         spin_lock(&sb_lock);
553         hlist_for_each_entry(sb, &type->fs_supers, s_instances) {
554                 sb->s_count++;
555                 spin_unlock(&sb_lock);
556
557                 down_read(&sb->s_umount);
558                 if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
559                         f(sb, arg);
560                 up_read(&sb->s_umount);
561
562                 spin_lock(&sb_lock);
563                 if (p)
564                         __put_super(p);
565                 p = sb;
566         }
567         if (p)
568                 __put_super(p);
569         spin_unlock(&sb_lock);
570 }
571
572 EXPORT_SYMBOL(iterate_supers_type);
573
574 /**
575  *      get_super - get the superblock of a device
576  *      @bdev: device to get the superblock for
577  *      
578  *      Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
579  *      mounted on the device given. %NULL is returned if no match is found.
580  */
581
582 struct super_block *get_super(struct block_device *bdev)
583 {
584         struct super_block *sb;
585
586         if (!bdev)
587                 return NULL;
588
589         spin_lock(&sb_lock);
590 rescan:
591         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
592                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
593                         continue;
594                 if (sb->s_bdev == bdev) {
595                         sb->s_count++;
596                         spin_unlock(&sb_lock);
597                         down_read(&sb->s_umount);
598                         /* still alive? */
599                         if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
600                                 return sb;
601                         up_read(&sb->s_umount);
602                         /* nope, got unmounted */
603                         spin_lock(&sb_lock);
604                         __put_super(sb);
605                         goto rescan;
606                 }
607         }
608         spin_unlock(&sb_lock);
609         return NULL;
610 }
611
612 EXPORT_SYMBOL(get_super);
613
614 /**
615  *      get_super_thawed - get thawed superblock of a device
616  *      @bdev: device to get the superblock for
617  *
618  *      Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
619  *      mounted on the device. The superblock is returned once it is thawed
620  *      (or immediately if it was not frozen). %NULL is returned if no match
621  *      is found.
622  */
623 struct super_block *get_super_thawed(struct block_device *bdev)
624 {
625         while (1) {
626                 struct super_block *s = get_super(bdev);
627                 if (!s || s->s_writers.frozen == SB_UNFROZEN)
628                         return s;
629                 up_read(&s->s_umount);
630                 wait_event(s->s_writers.wait_unfrozen,
631                            s->s_writers.frozen == SB_UNFROZEN);
632                 put_super(s);
633         }
634 }
635 EXPORT_SYMBOL(get_super_thawed);
636
637 /**
638  * get_active_super - get an active reference to the superblock of a device
639  * @bdev: device to get the superblock for
640  *
641  * Scans the superblock list and finds the superblock of the file system
642  * mounted on the device given.  Returns the superblock with an active
643  * reference or %NULL if none was found.
644  */
645 struct super_block *get_active_super(struct block_device *bdev)
646 {
647         struct super_block *sb;
648
649         if (!bdev)
650                 return NULL;
651
652 restart:
653         spin_lock(&sb_lock);
654         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
655                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
656                         continue;
657                 if (sb->s_bdev == bdev) {
658                         if (!grab_super(sb))
659                                 goto restart;
660                         up_write(&sb->s_umount);
661                         return sb;
662                 }
663         }
664         spin_unlock(&sb_lock);
665         return NULL;
666 }
667  
668 struct super_block *user_get_super(dev_t dev)
669 {
670         struct super_block *sb;
671
672         spin_lock(&sb_lock);
673 rescan:
674         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
675                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
676                         continue;
677                 if (sb->s_dev ==  dev) {
678                         sb->s_count++;
679                         spin_unlock(&sb_lock);
680                         down_read(&sb->s_umount);
681                         /* still alive? */
682                         if (sb->s_root && (sb->s_flags & MS_BORN))
683                                 return sb;
684                         up_read(&sb->s_umount);
685                         /* nope, got unmounted */
686                         spin_lock(&sb_lock);
687                         __put_super(sb);
688                         goto rescan;
689                 }
690         }
691         spin_unlock(&sb_lock);
692         return NULL;
693 }
694
695 /**
696  *      do_remount_sb - asks filesystem to change mount options.
697  *      @sb:    superblock in question
698  *      @flags: numeric part of options
699  *      @data:  the rest of options
700  *      @force: whether or not to force the change
701  *
702  *      Alters the mount options of a mounted file system.
703  */
704 int do_remount_sb(struct super_block *sb, int flags, void *data, int force)
705 {
706         int retval;
707         int remount_ro;
708
709         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN)
710                 return -EBUSY;
711
712 #ifdef CONFIG_BLOCK
713         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(sb->s_bdev))
714                 return -EACCES;
715 #endif
716
717         if (flags & MS_RDONLY)
718                 acct_auto_close(sb);
719         shrink_dcache_sb(sb);
720         sync_filesystem(sb);
721
722         remount_ro = (flags & MS_RDONLY) && !(sb->s_flags & MS_RDONLY);
723
724         /* If we are remounting RDONLY and current sb is read/write,
725            make sure there are no rw files opened */
726         if (remount_ro) {
727                 if (force) {
728                         mark_files_ro(sb);
729                 } else {
730                         retval = sb_prepare_remount_readonly(sb);
731                         if (retval)
732                                 return retval;
733                 }
734         }
735
736         if (sb->s_op->remount_fs) {
737                 retval = sb->s_op->remount_fs(sb, &flags, data);
738                 if (retval) {
739                         if (!force)
740                                 goto cancel_readonly;
741                         /* If forced remount, go ahead despite any errors */
742                         WARN(1, "forced remount of a %s fs returned %i\n",
743                              sb->s_type->name, retval);
744                 }
745         }
746         sb->s_flags = (sb->s_flags & ~MS_RMT_MASK) | (flags & MS_RMT_MASK);
747         /* Needs to be ordered wrt mnt_is_readonly() */
748         smp_wmb();
749         sb->s_readonly_remount = 0;
750
751         /*
752          * Some filesystems modify their metadata via some other path than the
753          * bdev buffer cache (eg. use a private mapping, or directories in
754          * pagecache, etc). Also file data modifications go via their own
755          * mappings. So If we try to mount readonly then copy the filesystem
756          * from bdev, we could get stale data, so invalidate it to give a best
757          * effort at coherency.
758          */
759         if (remount_ro && sb->s_bdev)
760                 invalidate_bdev(sb->s_bdev);
761         return 0;
762
763 cancel_readonly:
764         sb->s_readonly_remount = 0;
765         return retval;
766 }
767
768 static void do_emergency_remount(struct work_struct *work)
769 {
770         struct super_block *sb, *p = NULL;
771
772         spin_lock(&sb_lock);
773         list_for_each_entry(sb, &super_blocks, s_list) {
774                 if (hlist_unhashed(&sb->s_instances))
775                         continue;
776                 sb->s_count++;
777                 spin_unlock(&sb_lock);
778                 down_write(&sb->s_umount);
779                 if (sb->s_root && sb->s_bdev && (sb->s_flags & MS_BORN) &&
780                     !(sb->s_flags & MS_RDONLY)) {
781                         /*
782                          * What lock protects sb->s_flags??
783                          */
784                         do_remount_sb(sb, MS_RDONLY, NULL, 1);
785                 }
786                 up_write(&sb->s_umount);
787                 spin_lock(&sb_lock);
788                 if (p)
789                         __put_super(p);
790                 p = sb;
791         }
792         if (p)
793                 __put_super(p);
794         spin_unlock(&sb_lock);
795         kfree(work);
796         printk("Emergency Remount complete\n");
797 }
798
799 void emergency_remount(void)
800 {
801         struct work_struct *work;
802
803         work = kmalloc(sizeof(*work), GFP_ATOMIC);
804         if (work) {
805                 INIT_WORK(work, do_emergency_remount);
806                 schedule_work(work);
807         }
808 }
809
810 /*
811  * Unnamed block devices are dummy devices used by virtual
812  * filesystems which don't use real block-devices.  -- jrs
813  */
814
815 static DEFINE_IDA(unnamed_dev_ida);
816 static DEFINE_SPINLOCK(unnamed_dev_lock);/* protects the above */
817 static int unnamed_dev_start = 0; /* don't bother trying below it */
818
819 int get_anon_bdev(dev_t *p)
820 {
821         int dev;
822         int error;
823
824  retry:
825         if (ida_pre_get(&unnamed_dev_ida, GFP_ATOMIC) == 0)
826                 return -ENOMEM;
827         spin_lock(&unnamed_dev_lock);
828         error = ida_get_new_above(&unnamed_dev_ida, unnamed_dev_start, &dev);
829         if (!error)
830                 unnamed_dev_start = dev + 1;
831         spin_unlock(&unnamed_dev_lock);
832         if (error == -EAGAIN)
833                 /* We raced and lost with another CPU. */
834                 goto retry;
835         else if (error)
836                 return -EAGAIN;
837
838         if (dev == (1 << MINORBITS)) {
839                 spin_lock(&unnamed_dev_lock);
840                 ida_remove(&unnamed_dev_ida, dev);
841                 if (unnamed_dev_start > dev)
842                         unnamed_dev_start = dev;
843                 spin_unlock(&unnamed_dev_lock);
844                 return -EMFILE;
845         }
846         *p = MKDEV(0, dev & MINORMASK);
847         return 0;
848 }
849 EXPORT_SYMBOL(get_anon_bdev);
850
851 void free_anon_bdev(dev_t dev)
852 {
853         int slot = MINOR(dev);
854         spin_lock(&unnamed_dev_lock);
855         ida_remove(&unnamed_dev_ida, slot);
856         if (slot < unnamed_dev_start)
857                 unnamed_dev_start = slot;
858         spin_unlock(&unnamed_dev_lock);
859 }
860 EXPORT_SYMBOL(free_anon_bdev);
861
862 int set_anon_super(struct super_block *s, void *data)
863 {
864         int error = get_anon_bdev(&s->s_dev);
865         if (!error)
866                 s->s_bdi = &noop_backing_dev_info;
867         return error;
868 }
869
870 EXPORT_SYMBOL(set_anon_super);
871
872 void kill_anon_super(struct super_block *sb)
873 {
874         dev_t dev = sb->s_dev;
875         generic_shutdown_super(sb);
876         free_anon_bdev(dev);
877 }
878
879 EXPORT_SYMBOL(kill_anon_super);
880
881 void kill_litter_super(struct super_block *sb)
882 {
883         if (sb->s_root)
884                 d_genocide(sb->s_root);
885         kill_anon_super(sb);
886 }
887
888 EXPORT_SYMBOL(kill_litter_super);
889
890 static int ns_test_super(struct super_block *sb, void *data)
891 {
892         return sb->s_fs_info == data;
893 }
894
895 static int ns_set_super(struct super_block *sb, void *data)
896 {
897         sb->s_fs_info = data;
898         return set_anon_super(sb, NULL);
899 }
900
901 struct dentry *mount_ns(struct file_system_type *fs_type, int flags,
902         void *data, int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
903 {
904         struct super_block *sb;
905
906         sb = sget(fs_type, ns_test_super, ns_set_super, flags, data);
907         if (IS_ERR(sb))
908                 return ERR_CAST(sb);
909
910         if (!sb->s_root) {
911                 int err;
912                 err = fill_super(sb, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
913                 if (err) {
914                         deactivate_locked_super(sb);
915                         return ERR_PTR(err);
916                 }
917
918                 sb->s_flags |= MS_ACTIVE;
919         }
920
921         return dget(sb->s_root);
922 }
923
924 EXPORT_SYMBOL(mount_ns);
925
926 #ifdef CONFIG_BLOCK
927 static int set_bdev_super(struct super_block *s, void *data)
928 {
929         s->s_bdev = data;
930         s->s_dev = s->s_bdev->bd_dev;
931
932         /*
933          * We set the bdi here to the queue backing, file systems can
934          * overwrite this in ->fill_super()
935          */
936         s->s_bdi = &bdev_get_queue(s->s_bdev)->backing_dev_info;
937         return 0;
938 }
939
940 static int test_bdev_super(struct super_block *s, void *data)
941 {
942         return (void *)s->s_bdev == data;
943 }
944
945 struct dentry *mount_bdev(struct file_system_type *fs_type,
946         int flags, const char *dev_name, void *data,
947         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
948 {
949         struct block_device *bdev;
950         struct super_block *s;
951         fmode_t mode = FMODE_READ | FMODE_EXCL;
952         int error = 0;
953
954         if (!(flags & MS_RDONLY))
955                 mode |= FMODE_WRITE;
956
957         bdev = blkdev_get_by_path(dev_name, mode, fs_type);
958         if (IS_ERR(bdev))
959                 return ERR_CAST(bdev);
960
961         /*
962          * once the super is inserted into the list by sget, s_umount
963          * will protect the lockfs code from trying to start a snapshot
964          * while we are mounting
965          */
966         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
967         if (bdev->bd_fsfreeze_count > 0) {
968                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
969                 error = -EBUSY;
970                 goto error_bdev;
971         }
972         s = sget(fs_type, test_bdev_super, set_bdev_super, flags | MS_NOSEC,
973                  bdev);
974         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
975         if (IS_ERR(s))
976                 goto error_s;
977
978         if (s->s_root) {
979                 if ((flags ^ s->s_flags) & MS_RDONLY) {
980                         deactivate_locked_super(s);
981                         error = -EBUSY;
982                         goto error_bdev;
983                 }
984
985                 /*
986                  * s_umount nests inside bd_mutex during
987                  * __invalidate_device().  blkdev_put() acquires
988                  * bd_mutex and can't be called under s_umount.  Drop
989                  * s_umount temporarily.  This is safe as we're
990                  * holding an active reference.
991                  */
992                 up_write(&s->s_umount);
993                 blkdev_put(bdev, mode);
994                 down_write(&s->s_umount);
995         } else {
996                 char b[BDEVNAME_SIZE];
997
998                 s->s_mode = mode;
999                 strlcpy(s->s_id, bdevname(bdev, b), sizeof(s->s_id));
1000                 sb_set_blocksize(s, block_size(bdev));
1001                 error = fill_super(s, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
1002                 if (error) {
1003                         deactivate_locked_super(s);
1004                         goto error;
1005                 }
1006
1007                 s->s_flags |= MS_ACTIVE;
1008                 bdev->bd_super = s;
1009         }
1010
1011         return dget(s->s_root);
1012
1013 error_s:
1014         error = PTR_ERR(s);
1015 error_bdev:
1016         blkdev_put(bdev, mode);
1017 error:
1018         return ERR_PTR(error);
1019 }
1020 EXPORT_SYMBOL(mount_bdev);
1021
1022 void kill_block_super(struct super_block *sb)
1023 {
1024         struct block_device *bdev = sb->s_bdev;
1025         fmode_t mode = sb->s_mode;
1026
1027         bdev->bd_super = NULL;
1028         generic_shutdown_super(sb);
1029         sync_blockdev(bdev);
1030         WARN_ON_ONCE(!(mode & FMODE_EXCL));
1031         blkdev_put(bdev, mode | FMODE_EXCL);
1032 }
1033
1034 EXPORT_SYMBOL(kill_block_super);
1035 #endif
1036
1037 struct dentry *mount_nodev(struct file_system_type *fs_type,
1038         int flags, void *data,
1039         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1040 {
1041         int error;
1042         struct super_block *s = sget(fs_type, NULL, set_anon_super, flags, NULL);
1043
1044         if (IS_ERR(s))
1045                 return ERR_CAST(s);
1046
1047         error = fill_super(s, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
1048         if (error) {
1049                 deactivate_locked_super(s);
1050                 return ERR_PTR(error);
1051         }
1052         s->s_flags |= MS_ACTIVE;
1053         return dget(s->s_root);
1054 }
1055 EXPORT_SYMBOL(mount_nodev);
1056
1057 static int compare_single(struct super_block *s, void *p)
1058 {
1059         return 1;
1060 }
1061
1062 struct dentry *mount_single(struct file_system_type *fs_type,
1063         int flags, void *data,
1064         int (*fill_super)(struct super_block *, void *, int))
1065 {
1066         struct super_block *s;
1067         int error;
1068
1069         s = sget(fs_type, compare_single, set_anon_super, flags, NULL);
1070         if (IS_ERR(s))
1071                 return ERR_CAST(s);
1072         if (!s->s_root) {
1073                 error = fill_super(s, data, flags & MS_SILENT ? 1 : 0);
1074                 if (error) {
1075                         deactivate_locked_super(s);
1076                         return ERR_PTR(error);
1077                 }
1078                 s->s_flags |= MS_ACTIVE;
1079         } else {
1080                 do_remount_sb(s, flags, data, 0);
1081         }
1082         return dget(s->s_root);
1083 }
1084 EXPORT_SYMBOL(mount_single);
1085
1086 struct dentry *
1087 mount_fs(struct file_system_type *type, int flags, const char *name, void *data)
1088 {
1089         struct dentry *root;
1090         struct super_block *sb;
1091         char *secdata = NULL;
1092         int error = -ENOMEM;
1093
1094         if (data && !(type->fs_flags & FS_BINARY_MOUNTDATA)) {
1095                 secdata = alloc_secdata();
1096                 if (!secdata)
1097                         goto out;
1098
1099                 error = security_sb_copy_data(data, secdata);
1100                 if (error)
1101                         goto out_free_secdata;
1102         }
1103
1104         root = type->mount(type, flags, name, data);
1105         if (IS_ERR(root)) {
1106                 error = PTR_ERR(root);
1107                 goto out_free_secdata;
1108         }
1109         sb = root->d_sb;
1110         BUG_ON(!sb);
1111         WARN_ON(!sb->s_bdi);
1112         WARN_ON(sb->s_bdi == &default_backing_dev_info);
1113         sb->s_flags |= MS_BORN;
1114
1115         error = security_sb_kern_mount(sb, flags, secdata);
1116         if (error)
1117                 goto out_sb;
1118
1119         /*
1120          * filesystems should never set s_maxbytes larger than MAX_LFS_FILESIZE
1121          * but s_maxbytes was an unsigned long long for many releases. Throw
1122          * this warning for a little while to try and catch filesystems that
1123          * violate this rule.
1124          */
1125         WARN((sb->s_maxbytes < 0), "%s set sb->s_maxbytes to "
1126                 "negative value (%lld)\n", type->name, sb->s_maxbytes);
1127
1128         up_write(&sb->s_umount);
1129         free_secdata(secdata);
1130         return root;
1131 out_sb:
1132         dput(root);
1133         deactivate_locked_super(sb);
1134 out_free_secdata:
1135         free_secdata(secdata);
1136 out:
1137         return ERR_PTR(error);
1138 }
1139
1140 /*
1141  * This is an internal function, please use sb_end_{write,pagefault,intwrite}
1142  * instead.
1143  */
1144 void __sb_end_write(struct super_block *sb, int level)
1145 {
1146         percpu_counter_dec(&sb->s_writers.counter[level-1]);
1147         /*
1148          * Make sure s_writers are updated before we wake up waiters in
1149          * freeze_super().
1150          */
1151         smp_mb();
1152         if (waitqueue_active(&sb->s_writers.wait))
1153                 wake_up(&sb->s_writers.wait);
1154         rwsem_release(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 1, _RET_IP_);
1155 }
1156 EXPORT_SYMBOL(__sb_end_write);
1157
1158 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1159 /*
1160  * We want lockdep to tell us about possible deadlocks with freezing but
1161  * it's it bit tricky to properly instrument it. Getting a freeze protection
1162  * works as getting a read lock but there are subtle problems. XFS for example
1163  * gets freeze protection on internal level twice in some cases, which is OK
1164  * only because we already hold a freeze protection also on higher level. Due
1165  * to these cases we have to tell lockdep we are doing trylock when we
1166  * already hold a freeze protection for a higher freeze level.
1167  */
1168 static void acquire_freeze_lock(struct super_block *sb, int level, bool trylock,
1169                                 unsigned long ip)
1170 {
1171         int i;
1172
1173         if (!trylock) {
1174                 for (i = 0; i < level - 1; i++)
1175                         if (lock_is_held(&sb->s_writers.lock_map[i])) {
1176                                 trylock = true;
1177                                 break;
1178                         }
1179         }
1180         rwsem_acquire_read(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 0, trylock, ip);
1181 }
1182 #endif
1183
1184 /*
1185  * This is an internal function, please use sb_start_{write,pagefault,intwrite}
1186  * instead.
1187  */
1188 int __sb_start_write(struct super_block *sb, int level, bool wait)
1189 {
1190 retry:
1191         if (unlikely(sb->s_writers.frozen >= level)) {
1192                 if (!wait)
1193                         return 0;
1194                 wait_event(sb->s_writers.wait_unfrozen,
1195                            sb->s_writers.frozen < level);
1196         }
1197
1198 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1199         acquire_freeze_lock(sb, level, !wait, _RET_IP_);
1200 #endif
1201         percpu_counter_inc(&sb->s_writers.counter[level-1]);
1202         /*
1203          * Make sure counter is updated before we check for frozen.
1204          * freeze_super() first sets frozen and then checks the counter.
1205          */
1206         smp_mb();
1207         if (unlikely(sb->s_writers.frozen >= level)) {
1208                 __sb_end_write(sb, level);
1209                 goto retry;
1210         }
1211         return 1;
1212 }
1213 EXPORT_SYMBOL(__sb_start_write);
1214
1215 /**
1216  * sb_wait_write - wait until all writers to given file system finish
1217  * @sb: the super for which we wait
1218  * @level: type of writers we wait for (normal vs page fault)
1219  *
1220  * This function waits until there are no writers of given type to given file
1221  * system. Caller of this function should make sure there can be no new writers
1222  * of type @level before calling this function. Otherwise this function can
1223  * livelock.
1224  */
1225 static void sb_wait_write(struct super_block *sb, int level)
1226 {
1227         s64 writers;
1228
1229         /*
1230          * We just cycle-through lockdep here so that it does not complain
1231          * about returning with lock to userspace
1232          */
1233         rwsem_acquire(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 0, 0, _THIS_IP_);
1234         rwsem_release(&sb->s_writers.lock_map[level-1], 1, _THIS_IP_);
1235
1236         do {
1237                 DEFINE_WAIT(wait);
1238
1239                 /*
1240                  * We use a barrier in prepare_to_wait() to separate setting
1241                  * of frozen and checking of the counter
1242                  */
1243                 prepare_to_wait(&sb->s_writers.wait, &wait,
1244                                 TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1245
1246                 writers = percpu_counter_sum(&sb->s_writers.counter[level-1]);
1247                 if (writers)
1248                         schedule();
1249
1250                 finish_wait(&sb->s_writers.wait, &wait);
1251         } while (writers);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * freeze_super - lock the filesystem and force it into a consistent state
1256  * @sb: the super to lock
1257  *
1258  * Syncs the super to make sure the filesystem is consistent and calls the fs's
1259  * freeze_fs.  Subsequent calls to this without first thawing the fs will return
1260  * -EBUSY.
1261  *
1262  * During this function, sb->s_writers.frozen goes through these values:
1263  *
1264  * SB_UNFROZEN: File system is normal, all writes progress as usual.
1265  *
1266  * SB_FREEZE_WRITE: The file system is in the process of being frozen.  New
1267  * writes should be blocked, though page faults are still allowed. We wait for
1268  * all writes to complete and then proceed to the next stage.
1269  *
1270  * SB_FREEZE_PAGEFAULT: Freezing continues. Now also page faults are blocked
1271  * but internal fs threads can still modify the filesystem (although they
1272  * should not dirty new pages or inodes), writeback can run etc. After waiting
1273  * for all running page faults we sync the filesystem which will clean all
1274  * dirty pages and inodes (no new dirty pages or inodes can be created when
1275  * sync is running).
1276  *
1277  * SB_FREEZE_FS: The file system is frozen. Now all internal sources of fs
1278  * modification are blocked (e.g. XFS preallocation truncation on inode
1279  * reclaim). This is usually implemented by blocking new transactions for
1280  * filesystems that have them and need this additional guard. After all
1281  * internal writers are finished we call ->freeze_fs() to finish filesystem
1282  * freezing. Then we transition to SB_FREEZE_COMPLETE state. This state is
1283  * mostly auxiliary for filesystems to verify they do not modify frozen fs.
1284  *
1285  * sb->s_writers.frozen is protected by sb->s_umount.
1286  */
1287 int freeze_super(struct super_block *sb)
1288 {
1289         int ret;
1290
1291         atomic_inc(&sb->s_active);
1292         down_write(&sb->s_umount);
1293         if (sb->s_writers.frozen != SB_UNFROZEN) {
1294                 deactivate_locked_super(sb);
1295                 return -EBUSY;
1296         }
1297
1298         if (!(sb->s_flags & MS_BORN)) {
1299                 up_write(&sb->s_umount);
1300                 return 0;       /* sic - it's "nothing to do" */
1301         }
1302
1303         if (sb->s_flags & MS_RDONLY) {
1304                 /* Nothing to do really... */
1305                 sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_COMPLETE;
1306                 up_write(&sb->s_umount);
1307                 return 0;
1308         }
1309
1310         /* From now on, no new normal writers can start */
1311         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_WRITE;
1312         smp_wmb();
1313
1314         /* Release s_umount to preserve sb_start_write -> s_umount ordering */
1315         up_write(&sb->s_umount);
1316
1317         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_WRITE);
1318
1319         /* Now we go and block page faults... */
1320         down_write(&sb->s_umount);
1321         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_PAGEFAULT;
1322         smp_wmb();
1323
1324         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_PAGEFAULT);
1325
1326         /* All writers are done so after syncing there won't be dirty data */
1327         sync_filesystem(sb);
1328
1329         /* Now wait for internal filesystem counter */
1330         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_FS;
1331         smp_wmb();
1332         sb_wait_write(sb, SB_FREEZE_FS);
1333
1334         if (sb->s_op->freeze_fs) {
1335                 ret = sb->s_op->freeze_fs(sb);
1336                 if (ret) {
1337                         printk(KERN_ERR
1338                                 "VFS:Filesystem freeze failed\n");
1339                         sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1340                         smp_wmb();
1341                         wake_up(&sb->s_writers.wait_unfrozen);
1342                         deactivate_locked_super(sb);
1343                         return ret;
1344                 }
1345         }
1346         /*
1347          * This is just for debugging purposes so that fs can warn if it
1348          * sees write activity when frozen is set to SB_FREEZE_COMPLETE.
1349          */
1350         sb->s_writers.frozen = SB_FREEZE_COMPLETE;
1351         up_write(&sb->s_umount);
1352         return 0;
1353 }
1354 EXPORT_SYMBOL(freeze_super);
1355
1356 /**
1357  * thaw_super -- unlock filesystem
1358  * @sb: the super to thaw
1359  *
1360  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_super().
1361  */
1362 int thaw_super(struct super_block *sb)
1363 {
1364         int error;
1365
1366         down_write(&sb->s_umount);
1367         if (sb->s_writers.frozen == SB_UNFROZEN) {
1368                 up_write(&sb->s_umount);
1369                 return -EINVAL;
1370         }
1371
1372         if (sb->s_flags & MS_RDONLY)
1373                 goto out;
1374
1375         if (sb->s_op->unfreeze_fs) {
1376                 error = sb->s_op->unfreeze_fs(sb);
1377                 if (error) {
1378                         printk(KERN_ERR
1379                                 "VFS:Filesystem thaw failed\n");
1380                         up_write(&sb->s_umount);
1381                         return error;
1382                 }
1383         }
1384
1385 out:
1386         sb->s_writers.frozen = SB_UNFROZEN;
1387         smp_wmb();
1388         wake_up(&sb->s_writers.wait_unfrozen);
1389         deactivate_locked_super(sb);
1390
1391         return 0;
1392 }
1393 EXPORT_SYMBOL(thaw_super);