nilfs2: potential integer overflow in nilfs_ioctl_clean_segments()
[pandora-kernel.git] / fs / nilfs2 / mdt.c
1 /*
2  * mdt.c - meta data file for NILFS
3  *
4  * Copyright (C) 2005-2008 Nippon Telegraph and Telephone Corporation.
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
19  *
20  * Written by Ryusuke Konishi <ryusuke@osrg.net>
21  */
22
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/mpage.h>
25 #include <linux/mm.h>
26 #include <linux/writeback.h>
27 #include <linux/backing-dev.h>
28 #include <linux/swap.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include "nilfs.h"
31 #include "btnode.h"
32 #include "segment.h"
33 #include "page.h"
34 #include "mdt.h"
35
36
37 #define NILFS_MDT_MAX_RA_BLOCKS         (16 - 1)
38
39
40 static int
41 nilfs_mdt_insert_new_block(struct inode *inode, unsigned long block,
42                            struct buffer_head *bh,
43                            void (*init_block)(struct inode *,
44                                               struct buffer_head *, void *))
45 {
46         struct nilfs_inode_info *ii = NILFS_I(inode);
47         void *kaddr;
48         int ret;
49
50         /* Caller exclude read accesses using page lock */
51
52         /* set_buffer_new(bh); */
53         bh->b_blocknr = 0;
54
55         ret = nilfs_bmap_insert(ii->i_bmap, block, (unsigned long)bh);
56         if (unlikely(ret))
57                 return ret;
58
59         set_buffer_mapped(bh);
60
61         kaddr = kmap_atomic(bh->b_page, KM_USER0);
62         memset(kaddr + bh_offset(bh), 0, 1 << inode->i_blkbits);
63         if (init_block)
64                 init_block(inode, bh, kaddr);
65         flush_dcache_page(bh->b_page);
66         kunmap_atomic(kaddr, KM_USER0);
67
68         set_buffer_uptodate(bh);
69         mark_buffer_dirty(bh);
70         nilfs_mdt_mark_dirty(inode);
71         return 0;
72 }
73
74 static int nilfs_mdt_create_block(struct inode *inode, unsigned long block,
75                                   struct buffer_head **out_bh,
76                                   void (*init_block)(struct inode *,
77                                                      struct buffer_head *,
78                                                      void *))
79 {
80         struct super_block *sb = inode->i_sb;
81         struct nilfs_transaction_info ti;
82         struct buffer_head *bh;
83         int err;
84
85         nilfs_transaction_begin(sb, &ti, 0);
86
87         err = -ENOMEM;
88         bh = nilfs_grab_buffer(inode, inode->i_mapping, block, 0);
89         if (unlikely(!bh))
90                 goto failed_unlock;
91
92         err = -EEXIST;
93         if (buffer_uptodate(bh))
94                 goto failed_bh;
95
96         wait_on_buffer(bh);
97         if (buffer_uptodate(bh))
98                 goto failed_bh;
99
100         bh->b_bdev = sb->s_bdev;
101         err = nilfs_mdt_insert_new_block(inode, block, bh, init_block);
102         if (likely(!err)) {
103                 get_bh(bh);
104                 *out_bh = bh;
105         }
106
107  failed_bh:
108         unlock_page(bh->b_page);
109         page_cache_release(bh->b_page);
110         brelse(bh);
111
112  failed_unlock:
113         if (likely(!err))
114                 err = nilfs_transaction_commit(sb);
115         else
116                 nilfs_transaction_abort(sb);
117
118         return err;
119 }
120
121 static int
122 nilfs_mdt_submit_block(struct inode *inode, unsigned long blkoff,
123                        int mode, struct buffer_head **out_bh)
124 {
125         struct buffer_head *bh;
126         __u64 blknum = 0;
127         int ret = -ENOMEM;
128
129         bh = nilfs_grab_buffer(inode, inode->i_mapping, blkoff, 0);
130         if (unlikely(!bh))
131                 goto failed;
132
133         ret = -EEXIST; /* internal code */
134         if (buffer_uptodate(bh))
135                 goto out;
136
137         if (mode == READA) {
138                 if (!trylock_buffer(bh)) {
139                         ret = -EBUSY;
140                         goto failed_bh;
141                 }
142         } else /* mode == READ */
143                 lock_buffer(bh);
144
145         if (buffer_uptodate(bh)) {
146                 unlock_buffer(bh);
147                 goto out;
148         }
149
150         ret = nilfs_bmap_lookup(NILFS_I(inode)->i_bmap, blkoff, &blknum);
151         if (unlikely(ret)) {
152                 unlock_buffer(bh);
153                 goto failed_bh;
154         }
155         map_bh(bh, inode->i_sb, (sector_t)blknum);
156
157         bh->b_end_io = end_buffer_read_sync;
158         get_bh(bh);
159         submit_bh(mode, bh);
160         ret = 0;
161  out:
162         get_bh(bh);
163         *out_bh = bh;
164
165  failed_bh:
166         unlock_page(bh->b_page);
167         page_cache_release(bh->b_page);
168         brelse(bh);
169  failed:
170         return ret;
171 }
172
173 static int nilfs_mdt_read_block(struct inode *inode, unsigned long block,
174                                 int readahead, struct buffer_head **out_bh)
175 {
176         struct buffer_head *first_bh, *bh;
177         unsigned long blkoff;
178         int i, nr_ra_blocks = NILFS_MDT_MAX_RA_BLOCKS;
179         int err;
180
181         err = nilfs_mdt_submit_block(inode, block, READ, &first_bh);
182         if (err == -EEXIST) /* internal code */
183                 goto out;
184
185         if (unlikely(err))
186                 goto failed;
187
188         if (readahead) {
189                 blkoff = block + 1;
190                 for (i = 0; i < nr_ra_blocks; i++, blkoff++) {
191                         err = nilfs_mdt_submit_block(inode, blkoff, READA, &bh);
192                         if (likely(!err || err == -EEXIST))
193                                 brelse(bh);
194                         else if (err != -EBUSY)
195                                 break;
196                                 /* abort readahead if bmap lookup failed */
197                         if (!buffer_locked(first_bh))
198                                 goto out_no_wait;
199                 }
200         }
201
202         wait_on_buffer(first_bh);
203
204  out_no_wait:
205         err = -EIO;
206         if (!buffer_uptodate(first_bh))
207                 goto failed_bh;
208  out:
209         *out_bh = first_bh;
210         return 0;
211
212  failed_bh:
213         brelse(first_bh);
214  failed:
215         return err;
216 }
217
218 /**
219  * nilfs_mdt_get_block - read or create a buffer on meta data file.
220  * @inode: inode of the meta data file
221  * @blkoff: block offset
222  * @create: create flag
223  * @init_block: initializer used for newly allocated block
224  * @out_bh: output of a pointer to the buffer_head
225  *
226  * nilfs_mdt_get_block() looks up the specified buffer and tries to create
227  * a new buffer if @create is not zero.  On success, the returned buffer is
228  * assured to be either existing or formatted using a buffer lock on success.
229  * @out_bh is substituted only when zero is returned.
230  *
231  * Return Value: On success, it returns 0. On error, the following negative
232  * error code is returned.
233  *
234  * %-ENOMEM - Insufficient memory available.
235  *
236  * %-EIO - I/O error
237  *
238  * %-ENOENT - the specified block does not exist (hole block)
239  *
240  * %-EROFS - Read only filesystem (for create mode)
241  */
242 int nilfs_mdt_get_block(struct inode *inode, unsigned long blkoff, int create,
243                         void (*init_block)(struct inode *,
244                                            struct buffer_head *, void *),
245                         struct buffer_head **out_bh)
246 {
247         int ret;
248
249         /* Should be rewritten with merging nilfs_mdt_read_block() */
250  retry:
251         ret = nilfs_mdt_read_block(inode, blkoff, !create, out_bh);
252         if (!create || ret != -ENOENT)
253                 return ret;
254
255         ret = nilfs_mdt_create_block(inode, blkoff, out_bh, init_block);
256         if (unlikely(ret == -EEXIST)) {
257                 /* create = 0; */  /* limit read-create loop retries */
258                 goto retry;
259         }
260         return ret;
261 }
262
263 /**
264  * nilfs_mdt_delete_block - make a hole on the meta data file.
265  * @inode: inode of the meta data file
266  * @block: block offset
267  *
268  * Return Value: On success, zero is returned.
269  * On error, one of the following negative error code is returned.
270  *
271  * %-ENOMEM - Insufficient memory available.
272  *
273  * %-EIO - I/O error
274  */
275 int nilfs_mdt_delete_block(struct inode *inode, unsigned long block)
276 {
277         struct nilfs_inode_info *ii = NILFS_I(inode);
278         int err;
279
280         err = nilfs_bmap_delete(ii->i_bmap, block);
281         if (!err || err == -ENOENT) {
282                 nilfs_mdt_mark_dirty(inode);
283                 nilfs_mdt_forget_block(inode, block);
284         }
285         return err;
286 }
287
288 /**
289  * nilfs_mdt_forget_block - discard dirty state and try to remove the page
290  * @inode: inode of the meta data file
291  * @block: block offset
292  *
293  * nilfs_mdt_forget_block() clears a dirty flag of the specified buffer, and
294  * tries to release the page including the buffer from a page cache.
295  *
296  * Return Value: On success, 0 is returned. On error, one of the following
297  * negative error code is returned.
298  *
299  * %-EBUSY - page has an active buffer.
300  *
301  * %-ENOENT - page cache has no page addressed by the offset.
302  */
303 int nilfs_mdt_forget_block(struct inode *inode, unsigned long block)
304 {
305         pgoff_t index = (pgoff_t)block >>
306                 (PAGE_CACHE_SHIFT - inode->i_blkbits);
307         struct page *page;
308         unsigned long first_block;
309         int ret = 0;
310         int still_dirty;
311
312         page = find_lock_page(inode->i_mapping, index);
313         if (!page)
314                 return -ENOENT;
315
316         wait_on_page_writeback(page);
317
318         first_block = (unsigned long)index <<
319                 (PAGE_CACHE_SHIFT - inode->i_blkbits);
320         if (page_has_buffers(page)) {
321                 struct buffer_head *bh;
322
323                 bh = nilfs_page_get_nth_block(page, block - first_block);
324                 nilfs_forget_buffer(bh);
325         }
326         still_dirty = PageDirty(page);
327         unlock_page(page);
328         page_cache_release(page);
329
330         if (still_dirty ||
331             invalidate_inode_pages2_range(inode->i_mapping, index, index) != 0)
332                 ret = -EBUSY;
333         return ret;
334 }
335
336 /**
337  * nilfs_mdt_mark_block_dirty - mark a block on the meta data file dirty.
338  * @inode: inode of the meta data file
339  * @block: block offset
340  *
341  * Return Value: On success, it returns 0. On error, the following negative
342  * error code is returned.
343  *
344  * %-ENOMEM - Insufficient memory available.
345  *
346  * %-EIO - I/O error
347  *
348  * %-ENOENT - the specified block does not exist (hole block)
349  */
350 int nilfs_mdt_mark_block_dirty(struct inode *inode, unsigned long block)
351 {
352         struct buffer_head *bh;
353         int err;
354
355         err = nilfs_mdt_read_block(inode, block, 0, &bh);
356         if (unlikely(err))
357                 return err;
358         mark_buffer_dirty(bh);
359         nilfs_mdt_mark_dirty(inode);
360         brelse(bh);
361         return 0;
362 }
363
364 int nilfs_mdt_fetch_dirty(struct inode *inode)
365 {
366         struct nilfs_inode_info *ii = NILFS_I(inode);
367
368         if (nilfs_bmap_test_and_clear_dirty(ii->i_bmap)) {
369                 set_bit(NILFS_I_DIRTY, &ii->i_state);
370                 return 1;
371         }
372         return test_bit(NILFS_I_DIRTY, &ii->i_state);
373 }
374
375 static int
376 nilfs_mdt_write_page(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
377 {
378         struct inode *inode;
379         struct super_block *sb;
380         int err = 0;
381
382         redirty_page_for_writepage(wbc, page);
383         unlock_page(page);
384
385         inode = page->mapping->host;
386         if (!inode)
387                 return 0;
388
389         sb = inode->i_sb;
390
391         if (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL)
392                 err = nilfs_construct_segment(sb);
393         else if (wbc->for_reclaim)
394                 nilfs_flush_segment(sb, inode->i_ino);
395
396         return err;
397 }
398
399
400 static const struct address_space_operations def_mdt_aops = {
401         .writepage              = nilfs_mdt_write_page,
402 };
403
404 static const struct inode_operations def_mdt_iops;
405 static const struct file_operations def_mdt_fops;
406
407
408 int nilfs_mdt_init(struct inode *inode, gfp_t gfp_mask, size_t objsz)
409 {
410         struct nilfs_mdt_info *mi;
411
412         mi = kzalloc(max(sizeof(*mi), objsz), GFP_NOFS);
413         if (!mi)
414                 return -ENOMEM;
415
416         init_rwsem(&mi->mi_sem);
417         inode->i_private = mi;
418
419         inode->i_mode = S_IFREG;
420         mapping_set_gfp_mask(inode->i_mapping, gfp_mask);
421         inode->i_mapping->backing_dev_info = inode->i_sb->s_bdi;
422
423         inode->i_op = &def_mdt_iops;
424         inode->i_fop = &def_mdt_fops;
425         inode->i_mapping->a_ops = &def_mdt_aops;
426
427         return 0;
428 }
429
430 void nilfs_mdt_set_entry_size(struct inode *inode, unsigned entry_size,
431                               unsigned header_size)
432 {
433         struct nilfs_mdt_info *mi = NILFS_MDT(inode);
434
435         mi->mi_entry_size = entry_size;
436         mi->mi_entries_per_block = (1 << inode->i_blkbits) / entry_size;
437         mi->mi_first_entry_offset = DIV_ROUND_UP(header_size, entry_size);
438 }
439
440 /**
441  * nilfs_mdt_setup_shadow_map - setup shadow map and bind it to metadata file
442  * @inode: inode of the metadata file
443  * @shadow: shadow mapping
444  */
445 int nilfs_mdt_setup_shadow_map(struct inode *inode,
446                                struct nilfs_shadow_map *shadow)
447 {
448         struct nilfs_mdt_info *mi = NILFS_MDT(inode);
449         struct backing_dev_info *bdi = inode->i_sb->s_bdi;
450
451         INIT_LIST_HEAD(&shadow->frozen_buffers);
452         address_space_init_once(&shadow->frozen_data);
453         nilfs_mapping_init(&shadow->frozen_data, inode, bdi);
454         address_space_init_once(&shadow->frozen_btnodes);
455         nilfs_mapping_init(&shadow->frozen_btnodes, inode, bdi);
456         mi->mi_shadow = shadow;
457         return 0;
458 }
459
460 /**
461  * nilfs_mdt_save_to_shadow_map - copy bmap and dirty pages to shadow map
462  * @inode: inode of the metadata file
463  */
464 int nilfs_mdt_save_to_shadow_map(struct inode *inode)
465 {
466         struct nilfs_mdt_info *mi = NILFS_MDT(inode);
467         struct nilfs_inode_info *ii = NILFS_I(inode);
468         struct nilfs_shadow_map *shadow = mi->mi_shadow;
469         int ret;
470
471         ret = nilfs_copy_dirty_pages(&shadow->frozen_data, inode->i_mapping);
472         if (ret)
473                 goto out;
474
475         ret = nilfs_copy_dirty_pages(&shadow->frozen_btnodes,
476                                      &ii->i_btnode_cache);
477         if (ret)
478                 goto out;
479
480         nilfs_bmap_save(ii->i_bmap, &shadow->bmap_store);
481  out:
482         return ret;
483 }
484
485 int nilfs_mdt_freeze_buffer(struct inode *inode, struct buffer_head *bh)
486 {
487         struct nilfs_shadow_map *shadow = NILFS_MDT(inode)->mi_shadow;
488         struct buffer_head *bh_frozen;
489         struct page *page;
490         int blkbits = inode->i_blkbits;
491
492         page = grab_cache_page(&shadow->frozen_data, bh->b_page->index);
493         if (!page)
494                 return -ENOMEM;
495
496         if (!page_has_buffers(page))
497                 create_empty_buffers(page, 1 << blkbits, 0);
498
499         bh_frozen = nilfs_page_get_nth_block(page, bh_offset(bh) >> blkbits);
500
501         if (!buffer_uptodate(bh_frozen))
502                 nilfs_copy_buffer(bh_frozen, bh);
503         if (list_empty(&bh_frozen->b_assoc_buffers)) {
504                 list_add_tail(&bh_frozen->b_assoc_buffers,
505                               &shadow->frozen_buffers);
506                 set_buffer_nilfs_redirected(bh);
507         } else {
508                 brelse(bh_frozen); /* already frozen */
509         }
510
511         unlock_page(page);
512         page_cache_release(page);
513         return 0;
514 }
515
516 struct buffer_head *
517 nilfs_mdt_get_frozen_buffer(struct inode *inode, struct buffer_head *bh)
518 {
519         struct nilfs_shadow_map *shadow = NILFS_MDT(inode)->mi_shadow;
520         struct buffer_head *bh_frozen = NULL;
521         struct page *page;
522         int n;
523
524         page = find_lock_page(&shadow->frozen_data, bh->b_page->index);
525         if (page) {
526                 if (page_has_buffers(page)) {
527                         n = bh_offset(bh) >> inode->i_blkbits;
528                         bh_frozen = nilfs_page_get_nth_block(page, n);
529                 }
530                 unlock_page(page);
531                 page_cache_release(page);
532         }
533         return bh_frozen;
534 }
535
536 static void nilfs_release_frozen_buffers(struct nilfs_shadow_map *shadow)
537 {
538         struct list_head *head = &shadow->frozen_buffers;
539         struct buffer_head *bh;
540
541         while (!list_empty(head)) {
542                 bh = list_first_entry(head, struct buffer_head,
543                                       b_assoc_buffers);
544                 list_del_init(&bh->b_assoc_buffers);
545                 brelse(bh); /* drop ref-count to make it releasable */
546         }
547 }
548
549 /**
550  * nilfs_mdt_restore_from_shadow_map - restore dirty pages and bmap state
551  * @inode: inode of the metadata file
552  */
553 void nilfs_mdt_restore_from_shadow_map(struct inode *inode)
554 {
555         struct nilfs_mdt_info *mi = NILFS_MDT(inode);
556         struct nilfs_inode_info *ii = NILFS_I(inode);
557         struct nilfs_shadow_map *shadow = mi->mi_shadow;
558
559         down_write(&mi->mi_sem);
560
561         if (mi->mi_palloc_cache)
562                 nilfs_palloc_clear_cache(inode);
563
564         nilfs_clear_dirty_pages(inode->i_mapping);
565         nilfs_copy_back_pages(inode->i_mapping, &shadow->frozen_data);
566
567         nilfs_clear_dirty_pages(&ii->i_btnode_cache);
568         nilfs_copy_back_pages(&ii->i_btnode_cache, &shadow->frozen_btnodes);
569
570         nilfs_bmap_restore(ii->i_bmap, &shadow->bmap_store);
571
572         up_write(&mi->mi_sem);
573 }
574
575 /**
576  * nilfs_mdt_clear_shadow_map - truncate pages in shadow map caches
577  * @inode: inode of the metadata file
578  */
579 void nilfs_mdt_clear_shadow_map(struct inode *inode)
580 {
581         struct nilfs_mdt_info *mi = NILFS_MDT(inode);
582         struct nilfs_shadow_map *shadow = mi->mi_shadow;
583
584         down_write(&mi->mi_sem);
585         nilfs_release_frozen_buffers(shadow);
586         truncate_inode_pages(&shadow->frozen_data, 0);
587         truncate_inode_pages(&shadow->frozen_btnodes, 0);
588         up_write(&mi->mi_sem);
589 }