92e48c70f0f05542a75804fe7aac752672abd214
[kvmfornfv.git] / kernel / fs / notify / mark.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 2008 Red Hat, Inc., Eric Paris <eparis@redhat.com>
3  *
4  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
5  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
6  *  the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
7  *  any later version.
8  *
9  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12  *  GNU General Public License for more details.
13  *
14  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
15  *  along with this program; see the file COPYING.  If not, write to
16  *  the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
17  */
18
19 /*
20  * fsnotify inode mark locking/lifetime/and refcnting
21  *
22  * REFCNT:
23  * The group->recnt and mark->refcnt tell how many "things" in the kernel
24  * currently are referencing the objects. Both kind of objects typically will
25  * live inside the kernel with a refcnt of 2, one for its creation and one for
26  * the reference a group and a mark hold to each other.
27  * If you are holding the appropriate locks, you can take a reference and the
28  * object itself is guaranteed to survive until the reference is dropped.
29  *
30  * LOCKING:
31  * There are 3 locks involved with fsnotify inode marks and they MUST be taken
32  * in order as follows:
33  *
34  * group->mark_mutex
35  * mark->lock
36  * inode->i_lock
37  *
38  * group->mark_mutex protects the marks_list anchored inside a given group and
39  * each mark is hooked via the g_list.  It also protects the groups private
40  * data (i.e group limits).
41
42  * mark->lock protects the marks attributes like its masks and flags.
43  * Furthermore it protects the access to a reference of the group that the mark
44  * is assigned to as well as the access to a reference of the inode/vfsmount
45  * that is being watched by the mark.
46  *
47  * inode->i_lock protects the i_fsnotify_marks list anchored inside a
48  * given inode and each mark is hooked via the i_list. (and sorta the
49  * free_i_list)
50  *
51  *
52  * LIFETIME:
53  * Inode marks survive between when they are added to an inode and when their
54  * refcnt==0.
55  *
56  * The inode mark can be cleared for a number of different reasons including:
57  * - The inode is unlinked for the last time.  (fsnotify_inode_remove)
58  * - The inode is being evicted from cache. (fsnotify_inode_delete)
59  * - The fs the inode is on is unmounted.  (fsnotify_inode_delete/fsnotify_unmount_inodes)
60  * - Something explicitly requests that it be removed.  (fsnotify_destroy_mark)
61  * - The fsnotify_group associated with the mark is going away and all such marks
62  *   need to be cleaned up. (fsnotify_clear_marks_by_group)
63  *
64  * Worst case we are given an inode and need to clean up all the marks on that
65  * inode.  We take i_lock and walk the i_fsnotify_marks safely.  For each
66  * mark on the list we take a reference (so the mark can't disappear under us).
67  * We remove that mark form the inode's list of marks and we add this mark to a
68  * private list anchored on the stack using i_free_list; we walk i_free_list
69  * and before we destroy the mark we make sure that we dont race with a
70  * concurrent destroy_group by getting a ref to the marks group and taking the
71  * groups mutex.
72
73  * Very similarly for freeing by group, except we use free_g_list.
74  *
75  * This has the very interesting property of being able to run concurrently with
76  * any (or all) other directions.
77  */
78
79 #include <linux/fs.h>
80 #include <linux/init.h>
81 #include <linux/kernel.h>
82 #include <linux/kthread.h>
83 #include <linux/module.h>
84 #include <linux/mutex.h>
85 #include <linux/slab.h>
86 #include <linux/spinlock.h>
87 #include <linux/srcu.h>
88
89 #include <linux/atomic.h>
90
91 #include <linux/fsnotify_backend.h>
92 #include "fsnotify.h"
93
94 struct srcu_struct fsnotify_mark_srcu;
95 static DEFINE_SPINLOCK(destroy_lock);
96 static LIST_HEAD(destroy_list);
97 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(destroy_waitq);
98
99 void fsnotify_get_mark(struct fsnotify_mark *mark)
100 {
101         atomic_inc(&mark->refcnt);
102 }
103
104 void fsnotify_put_mark(struct fsnotify_mark *mark)
105 {
106         if (atomic_dec_and_test(&mark->refcnt)) {
107                 if (mark->group)
108                         fsnotify_put_group(mark->group);
109                 mark->free_mark(mark);
110         }
111 }
112
113 /* Calculate mask of events for a list of marks */
114 u32 fsnotify_recalc_mask(struct hlist_head *head)
115 {
116         u32 new_mask = 0;
117         struct fsnotify_mark *mark;
118
119         hlist_for_each_entry(mark, head, obj_list)
120                 new_mask |= mark->mask;
121         return new_mask;
122 }
123
124 /*
125  * Any time a mark is getting freed we end up here.
126  * The caller had better be holding a reference to this mark so we don't actually
127  * do the final put under the mark->lock
128  */
129 void fsnotify_destroy_mark_locked(struct fsnotify_mark *mark,
130                                   struct fsnotify_group *group)
131 {
132         struct inode *inode = NULL;
133
134         BUG_ON(!mutex_is_locked(&group->mark_mutex));
135
136         spin_lock(&mark->lock);
137
138         /* something else already called this function on this mark */
139         if (!(mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE)) {
140                 spin_unlock(&mark->lock);
141                 return;
142         }
143
144         mark->flags &= ~FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE;
145
146         if (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_INODE) {
147                 inode = mark->inode;
148                 fsnotify_destroy_inode_mark(mark);
149         } else if (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_VFSMOUNT)
150                 fsnotify_destroy_vfsmount_mark(mark);
151         else
152                 BUG();
153
154         list_del_init(&mark->g_list);
155
156         spin_unlock(&mark->lock);
157
158         if (inode && (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_OBJECT_PINNED))
159                 iput(inode);
160         /* release lock temporarily */
161         mutex_unlock(&group->mark_mutex);
162
163         spin_lock(&destroy_lock);
164         list_add(&mark->g_list, &destroy_list);
165         spin_unlock(&destroy_lock);
166         wake_up(&destroy_waitq);
167         /*
168          * We don't necessarily have a ref on mark from caller so the above destroy
169          * may have actually freed it, unless this group provides a 'freeing_mark'
170          * function which must be holding a reference.
171          */
172
173         /*
174          * Some groups like to know that marks are being freed.  This is a
175          * callback to the group function to let it know that this mark
176          * is being freed.
177          */
178         if (group->ops->freeing_mark)
179                 group->ops->freeing_mark(mark, group);
180
181         /*
182          * __fsnotify_update_child_dentry_flags(inode);
183          *
184          * I really want to call that, but we can't, we have no idea if the inode
185          * still exists the second we drop the mark->lock.
186          *
187          * The next time an event arrive to this inode from one of it's children
188          * __fsnotify_parent will see that the inode doesn't care about it's
189          * children and will update all of these flags then.  So really this
190          * is just a lazy update (and could be a perf win...)
191          */
192
193         atomic_dec(&group->num_marks);
194
195         mutex_lock_nested(&group->mark_mutex, SINGLE_DEPTH_NESTING);
196 }
197
198 void fsnotify_destroy_mark(struct fsnotify_mark *mark,
199                            struct fsnotify_group *group)
200 {
201         mutex_lock_nested(&group->mark_mutex, SINGLE_DEPTH_NESTING);
202         fsnotify_destroy_mark_locked(mark, group);
203         mutex_unlock(&group->mark_mutex);
204 }
205
206 /*
207  * Destroy all marks in the given list. The marks must be already detached from
208  * the original inode / vfsmount.
209  */
210 void fsnotify_destroy_marks(struct list_head *to_free)
211 {
212         struct fsnotify_mark *mark, *lmark;
213         struct fsnotify_group *group;
214
215         list_for_each_entry_safe(mark, lmark, to_free, free_list) {
216                 spin_lock(&mark->lock);
217                 fsnotify_get_group(mark->group);
218                 group = mark->group;
219                 spin_unlock(&mark->lock);
220
221                 fsnotify_destroy_mark(mark, group);
222                 fsnotify_put_mark(mark);
223                 fsnotify_put_group(group);
224         }
225 }
226
227 void fsnotify_set_mark_mask_locked(struct fsnotify_mark *mark, __u32 mask)
228 {
229         assert_spin_locked(&mark->lock);
230
231         mark->mask = mask;
232
233         if (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_INODE)
234                 fsnotify_set_inode_mark_mask_locked(mark, mask);
235 }
236
237 void fsnotify_set_mark_ignored_mask_locked(struct fsnotify_mark *mark, __u32 mask)
238 {
239         assert_spin_locked(&mark->lock);
240
241         mark->ignored_mask = mask;
242 }
243
244 /*
245  * Sorting function for lists of fsnotify marks.
246  *
247  * Fanotify supports different notification classes (reflected as priority of
248  * notification group). Events shall be passed to notification groups in
249  * decreasing priority order. To achieve this marks in notification lists for
250  * inodes and vfsmounts are sorted so that priorities of corresponding groups
251  * are descending.
252  *
253  * Furthermore correct handling of the ignore mask requires processing inode
254  * and vfsmount marks of each group together. Using the group address as
255  * further sort criterion provides a unique sorting order and thus we can
256  * merge inode and vfsmount lists of marks in linear time and find groups
257  * present in both lists.
258  *
259  * A return value of 1 signifies that b has priority over a.
260  * A return value of 0 signifies that the two marks have to be handled together.
261  * A return value of -1 signifies that a has priority over b.
262  */
263 int fsnotify_compare_groups(struct fsnotify_group *a, struct fsnotify_group *b)
264 {
265         if (a == b)
266                 return 0;
267         if (!a)
268                 return 1;
269         if (!b)
270                 return -1;
271         if (a->priority < b->priority)
272                 return 1;
273         if (a->priority > b->priority)
274                 return -1;
275         if (a < b)
276                 return 1;
277         return -1;
278 }
279
280 /* Add mark into proper place in given list of marks */
281 int fsnotify_add_mark_list(struct hlist_head *head, struct fsnotify_mark *mark,
282                            int allow_dups)
283 {
284         struct fsnotify_mark *lmark, *last = NULL;
285         int cmp;
286
287         /* is mark the first mark? */
288         if (hlist_empty(head)) {
289                 hlist_add_head_rcu(&mark->obj_list, head);
290                 return 0;
291         }
292
293         /* should mark be in the middle of the current list? */
294         hlist_for_each_entry(lmark, head, obj_list) {
295                 last = lmark;
296
297                 if ((lmark->group == mark->group) && !allow_dups)
298                         return -EEXIST;
299
300                 cmp = fsnotify_compare_groups(lmark->group, mark->group);
301                 if (cmp >= 0) {
302                         hlist_add_before_rcu(&mark->obj_list, &lmark->obj_list);
303                         return 0;
304                 }
305         }
306
307         BUG_ON(last == NULL);
308         /* mark should be the last entry.  last is the current last entry */
309         hlist_add_behind_rcu(&mark->obj_list, &last->obj_list);
310         return 0;
311 }
312
313 /*
314  * Attach an initialized mark to a given group and fs object.
315  * These marks may be used for the fsnotify backend to determine which
316  * event types should be delivered to which group.
317  */
318 int fsnotify_add_mark_locked(struct fsnotify_mark *mark,
319                              struct fsnotify_group *group, struct inode *inode,
320                              struct vfsmount *mnt, int allow_dups)
321 {
322         int ret = 0;
323
324         BUG_ON(inode && mnt);
325         BUG_ON(!inode && !mnt);
326         BUG_ON(!mutex_is_locked(&group->mark_mutex));
327
328         /*
329          * LOCKING ORDER!!!!
330          * group->mark_mutex
331          * mark->lock
332          * inode->i_lock
333          */
334         spin_lock(&mark->lock);
335         mark->flags |= FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE;
336
337         fsnotify_get_group(group);
338         mark->group = group;
339         list_add(&mark->g_list, &group->marks_list);
340         atomic_inc(&group->num_marks);
341         fsnotify_get_mark(mark); /* for i_list and g_list */
342
343         if (inode) {
344                 ret = fsnotify_add_inode_mark(mark, group, inode, allow_dups);
345                 if (ret)
346                         goto err;
347         } else if (mnt) {
348                 ret = fsnotify_add_vfsmount_mark(mark, group, mnt, allow_dups);
349                 if (ret)
350                         goto err;
351         } else {
352                 BUG();
353         }
354
355         /* this will pin the object if appropriate */
356         fsnotify_set_mark_mask_locked(mark, mark->mask);
357         spin_unlock(&mark->lock);
358
359         if (inode)
360                 __fsnotify_update_child_dentry_flags(inode);
361
362         return ret;
363 err:
364         mark->flags &= ~FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE;
365         list_del_init(&mark->g_list);
366         fsnotify_put_group(group);
367         mark->group = NULL;
368         atomic_dec(&group->num_marks);
369
370         spin_unlock(&mark->lock);
371
372         spin_lock(&destroy_lock);
373         list_add(&mark->g_list, &destroy_list);
374         spin_unlock(&destroy_lock);
375         wake_up(&destroy_waitq);
376
377         return ret;
378 }
379
380 int fsnotify_add_mark(struct fsnotify_mark *mark, struct fsnotify_group *group,
381                       struct inode *inode, struct vfsmount *mnt, int allow_dups)
382 {
383         int ret;
384         mutex_lock(&group->mark_mutex);
385         ret = fsnotify_add_mark_locked(mark, group, inode, mnt, allow_dups);
386         mutex_unlock(&group->mark_mutex);
387         return ret;
388 }
389
390 /*
391  * Given a list of marks, find the mark associated with given group. If found
392  * take a reference to that mark and return it, else return NULL.
393  */
394 struct fsnotify_mark *fsnotify_find_mark(struct hlist_head *head,
395                                          struct fsnotify_group *group)
396 {
397         struct fsnotify_mark *mark;
398
399         hlist_for_each_entry(mark, head, obj_list) {
400                 if (mark->group == group) {
401                         fsnotify_get_mark(mark);
402                         return mark;
403                 }
404         }
405         return NULL;
406 }
407
408 /*
409  * clear any marks in a group in which mark->flags & flags is true
410  */
411 void fsnotify_clear_marks_by_group_flags(struct fsnotify_group *group,
412                                          unsigned int flags)
413 {
414         struct fsnotify_mark *lmark, *mark;
415
416         mutex_lock_nested(&group->mark_mutex, SINGLE_DEPTH_NESTING);
417         list_for_each_entry_safe(mark, lmark, &group->marks_list, g_list) {
418                 if (mark->flags & flags) {
419                         fsnotify_get_mark(mark);
420                         fsnotify_destroy_mark_locked(mark, group);
421                         fsnotify_put_mark(mark);
422                 }
423         }
424         mutex_unlock(&group->mark_mutex);
425 }
426
427 /*
428  * Given a group, destroy all of the marks associated with that group.
429  */
430 void fsnotify_clear_marks_by_group(struct fsnotify_group *group)
431 {
432         fsnotify_clear_marks_by_group_flags(group, (unsigned int)-1);
433 }
434
435 void fsnotify_duplicate_mark(struct fsnotify_mark *new, struct fsnotify_mark *old)
436 {
437         assert_spin_locked(&old->lock);
438         new->inode = old->inode;
439         new->mnt = old->mnt;
440         if (old->group)
441                 fsnotify_get_group(old->group);
442         new->group = old->group;
443         new->mask = old->mask;
444         new->free_mark = old->free_mark;
445 }
446
447 /*
448  * Nothing fancy, just initialize lists and locks and counters.
449  */
450 void fsnotify_init_mark(struct fsnotify_mark *mark,
451                         void (*free_mark)(struct fsnotify_mark *mark))
452 {
453         memset(mark, 0, sizeof(*mark));
454         spin_lock_init(&mark->lock);
455         atomic_set(&mark->refcnt, 1);
456         mark->free_mark = free_mark;
457 }
458
459 static int fsnotify_mark_destroy(void *ignored)
460 {
461         struct fsnotify_mark *mark, *next;
462         struct list_head private_destroy_list;
463
464         for (;;) {
465                 spin_lock(&destroy_lock);
466                 /* exchange the list head */
467                 list_replace_init(&destroy_list, &private_destroy_list);
468                 spin_unlock(&destroy_lock);
469
470                 synchronize_srcu(&fsnotify_mark_srcu);
471
472                 list_for_each_entry_safe(mark, next, &private_destroy_list, g_list) {
473                         list_del_init(&mark->g_list);
474                         fsnotify_put_mark(mark);
475                 }
476
477                 wait_event_interruptible(destroy_waitq, !list_empty(&destroy_list));
478         }
479
480         return 0;
481 }
482
483 static int __init fsnotify_mark_init(void)
484 {
485         struct task_struct *thread;
486
487         thread = kthread_run(fsnotify_mark_destroy, NULL,
488                              "fsnotify_mark");
489         if (IS_ERR(thread))
490                 panic("unable to start fsnotify mark destruction thread.");
491
492         return 0;
493 }
494 device_initcall(fsnotify_mark_init);