Quelle  kernfs.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
/*
 * kernfs.h - pseudo filesystem decoupled from vfs locking
 */

#ifndef __LINUX_KERNFS_H
#define __LINUX_KERNFS_H

#include <linux/err.h>
#include <linux/list.h>
#include <linux/mutex.h>
#include <linux/idr.h>
#include <linux/lockdep.h>
#include <linux/rbtree.h>
#include <linux/atomic.h>
#include <linux/bug.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/uidgid.h>
#include <linux/wait.h>
#include <linux/rwsem.h>
#include <linux/cache.h>

struct file;
struct dentry;
struct iattr;
struct seq_file;
struct vm_area_struct;
struct vm_operations_struct;
struct super_block;
struct file_system_type;
struct poll_table_struct;
struct fs_context;

struct kernfs_fs_context;
struct kernfs_open_node;
struct kernfs_iattrs;

/*
 * NR_KERNFS_LOCK_BITS determines size (NR_KERNFS_LOCKS) of hash
 * table of locks.
 * Having a small hash table would impact scalability, since
 * more and more kernfs_node objects will end up using same lock
 * and having a very large hash table would waste memory.
 *
 * At the moment size of hash table of locks is being set based on
 * the number of CPUs as follows:
 *
 * NR_CPU      NR_KERNFS_LOCK_BITS      NR_KERNFS_LOCKS
 *   1                  1                       2
 *  2-3                 2                       4
 *  4-7                 4                       16
 *  8-15                6                       64
 *  16-31               8                       256
 *  32 and more         10                      1024
 *
 * The above relation between NR_CPU and number of locks is based
 * on some internal experimentation which involved booting qemu
 * with different values of smp, performing some sysfs operations
 * on all CPUs and observing how increase in number of locks impacts
 * completion time of these sysfs operations on each CPU.
 */
#ifdef CONFIG_SMP
#define NR_KERNFS_LOCK_BITS (2 * (ilog2(NR_CPUS < 32 ? NR_CPUS : 32)))
#else
#define NR_KERNFS_LOCK_BITS     1
#endif

#define NR_KERNFS_LOCKS     (1 << NR_KERNFS_LOCK_BITS)

/*
 * There's one kernfs_open_file for each open file and one kernfs_open_node
 * for each kernfs_node with one or more open files.
 *
 * filp->private_data points to seq_file whose ->private points to
 * kernfs_open_file.
 *
 * kernfs_open_files are chained at kernfs_open_node->files, which is
 * protected by kernfs_global_locks.open_file_mutex[i].
 *
 * To reduce possible contention in sysfs access, arising due to single
 * locks, use an array of locks (e.g. open_file_mutex) and use kernfs_node
 * object address as hash keys to get the index of these locks.
 *
 * Hashed mutexes are safe to use here because operations using these don't
 * rely on global exclusion.
 *
 * In future we intend to replace other global locks with hashed ones as well.
 * kernfs_global_locks acts as a holder for all such hash tables.
 */
struct kernfs_global_locks {
 struct mutex open_file_mutex[NR_KERNFS_LOCKS];
};

enum kernfs_node_type {
 KERNFS_DIR  = 0x0001,
 KERNFS_FILE  = 0x0002,
 KERNFS_LINK  = 0x0004,
};

#define KERNFS_TYPE_MASK  0x000f
#define KERNFS_FLAG_MASK  ~KERNFS_TYPE_MASK
#define KERNFS_MAX_USER_XATTRS  128
#define KERNFS_USER_XATTR_SIZE_LIMIT (128 << 10)

enum kernfs_node_flag {
 KERNFS_ACTIVATED = 0x0010,
 KERNFS_NS  = 0x0020,
 KERNFS_HAS_SEQ_SHOW = 0x0040,
 KERNFS_HAS_MMAP  = 0x0080,
 KERNFS_LOCKDEP  = 0x0100,
 KERNFS_HIDDEN  = 0x0200,
 KERNFS_SUICIDAL  = 0x0400,
 KERNFS_SUICIDED  = 0x0800,
 KERNFS_EMPTY_DIR = 0x1000,
 KERNFS_HAS_RELEASE = 0x2000,
 KERNFS_REMOVING  = 0x4000,
};

/* @flags for kernfs_create_root() */
enum kernfs_root_flag {
 /*
 * kernfs_nodes are created in the deactivated state and invisible.
 * They require explicit kernfs_activate() to become visible.  This
 * can be used to make related nodes become visible atomically
 * after all nodes are created successfully.
 */
 KERNFS_ROOT_CREATE_DEACTIVATED  = 0x0001,

 /*
 * For regular files, if the opener has CAP_DAC_OVERRIDE, open(2)
 * succeeds regardless of the RW permissions.  sysfs had an extra
 * layer of enforcement where open(2) fails with -EACCES regardless
 * of CAP_DAC_OVERRIDE if the permission doesn't have the
 * respective read or write access at all (none of S_IRUGO or
 * S_IWUGO) or the respective operation isn't implemented.  The
 * following flag enables that behavior.
 */
 KERNFS_ROOT_EXTRA_OPEN_PERM_CHECK = 0x0002,

 /*
 * The filesystem supports exportfs operation, so userspace can use
 * fhandle to access nodes of the fs.
 */
 KERNFS_ROOT_SUPPORT_EXPORTOP  = 0x0004,

 /*
 * Support user xattrs to be written to nodes rooted at this root.
 */
 KERNFS_ROOT_SUPPORT_USER_XATTR  = 0x0008,

 /*
 * Renames must not change the parent node.
 */
 KERNFS_ROOT_INVARIANT_PARENT  = 0x0010,
};

/* type-specific structures for kernfs_node union members */
struct kernfs_elem_dir {
 unsigned long  subdirs;
 /* children rbtree starts here and goes through kn->rb */
 struct rb_root  children;

 /*
 * The kernfs hierarchy this directory belongs to.  This fits
 * better directly in kernfs_node but is here to save space.
 */
 struct kernfs_root *root;
 /*
 * Monotonic revision counter, used to identify if a directory
 * node has changed during negative dentry revalidation.
 */
 unsigned long  rev;
};

struct kernfs_elem_symlink {
 struct kernfs_node *target_kn;
};

struct kernfs_elem_attr {
 const struct kernfs_ops *ops;
 struct kernfs_open_node __rcu *open;
 loff_t   size;
 struct kernfs_node *notify_next; /* for kernfs_notify() */
};

/*
 * kernfs_node - the building block of kernfs hierarchy.  Each and every
 * kernfs node is represented by single kernfs_node.  Most fields are
 * private to kernfs and shouldn't be accessed directly by kernfs users.
 *
 * As long as count reference is held, the kernfs_node itself is
 * accessible.  Dereferencing elem or any other outer entity requires
 * active reference.
 */
struct kernfs_node {
 atomic_t  count;
 atomic_t  active;
#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC
 struct lockdep_map dep_map;
#endif
 /*
 * Use kernfs_get_parent() and kernfs_name/path() instead of
 * accessing the following two fields directly.  If the node is
 * never moved to a different parent, it is safe to access the
 * parent directly.
 */
 struct kernfs_node __rcu *__parent;
 const char  __rcu *name;

 struct rb_node  rb;

 const void  *ns; /* namespace tag */
 unsigned int  hash; /* ns + name hash */
 unsigned short  flags;
 umode_t   mode;

 union {
  struct kernfs_elem_dir  dir;
  struct kernfs_elem_symlink symlink;
  struct kernfs_elem_attr  attr;
 };

 /*
 * 64bit unique ID.  On 64bit ino setups, id is the ino.  On 32bit,
 * the low 32bits are ino and upper generation.
 */
 u64   id;

 void   *priv;
 struct kernfs_iattrs *iattr;

 struct rcu_head  rcu;
};

/*
 * kernfs_syscall_ops may be specified on kernfs_create_root() to support
 * syscalls.  These optional callbacks are invoked on the matching syscalls
 * and can perform any kernfs operations which don't necessarily have to be
 * the exact operation requested.  An active reference is held for each
 * kernfs_node parameter.
 */
struct kernfs_syscall_ops {
 int (*show_options)(struct seq_file *sf, struct kernfs_root *root);

 int (*mkdir)(struct kernfs_node *parent, const char *name,
       umode_t mode);
 int (*rmdir)(struct kernfs_node *kn);
 int (*rename)(struct kernfs_node *kn, struct kernfs_node *new_parent,
        const char *new_name);
 int (*show_path)(struct seq_file *sf, struct kernfs_node *kn,
    struct kernfs_root *root);
};

struct kernfs_node *kernfs_root_to_node(struct kernfs_root *root);

struct kernfs_open_file {
 /* published fields */
 struct kernfs_node *kn;
 struct file  *file;
 struct seq_file  *seq_file;
 void   *priv;

 /* private fields, do not use outside kernfs proper */
 struct mutex  mutex;
 struct mutex  prealloc_mutex;
 int   event;
 struct list_head list;
 char   *prealloc_buf;

 size_t   atomic_write_len;
 bool   mmapped:1;
 bool   released:1;
 const struct vm_operations_struct *vm_ops;
};

struct kernfs_ops {
 /*
 * Optional open/release methods.  Both are called with
 * @of->seq_file populated.
 */
 int (*open)(struct kernfs_open_file *of);
 void (*release)(struct kernfs_open_file *of);

 /*
 * Read is handled by either seq_file or raw_read().
 *
 * If seq_show() is present, seq_file path is active.  Other seq
 * operations are optional and if not implemented, the behavior is
 * equivalent to single_open().  @sf->private points to the
 * associated kernfs_open_file.
 *
 * read() is bounced through kernel buffer and a read larger than
 * PAGE_SIZE results in partial operation of PAGE_SIZE.
 */
 int (*seq_show)(struct seq_file *sf, void *v);

 void *(*seq_start)(struct seq_file *sf, loff_t *ppos);
 void *(*seq_next)(struct seq_file *sf, void *v, loff_t *ppos);
 void (*seq_stop)(struct seq_file *sf, void *v);

 ssize_t (*read)(struct kernfs_open_file *of, char *buf, size_t bytes,
   loff_t off);

 /*
 * write() is bounced through kernel buffer.  If atomic_write_len
 * is not set, a write larger than PAGE_SIZE results in partial
 * operations of PAGE_SIZE chunks.  If atomic_write_len is set,
 * writes upto the specified size are executed atomically but
 * larger ones are rejected with -E2BIG.
 */
 size_t atomic_write_len;
 /*
 * "prealloc" causes a buffer to be allocated at open for
 * all read/write requests.  As ->seq_show uses seq_read()
 * which does its own allocation, it is incompatible with
 * ->prealloc.  Provide ->read and ->write with ->prealloc.
 */
 bool prealloc;
 ssize_t (*write)(struct kernfs_open_file *of, char *buf, size_t bytes,
    loff_t off);

 __poll_t (*poll)(struct kernfs_open_file *of,
    struct poll_table_struct *pt);

 int (*mmap)(struct kernfs_open_file *of, struct vm_area_struct *vma);
 loff_t (*llseek)(struct kernfs_open_file *of, loff_t offset, int whence);
};

/*
 * The kernfs superblock creation/mount parameter context.
 */
struct kernfs_fs_context {
 struct kernfs_root *root;  /* Root of the hierarchy being mounted */
 void   *ns_tag; /* Namespace tag of the mount (or NULL) */
 unsigned long  magic;  /* File system specific magic number */

 /* The following are set/used by kernfs_mount() */
 bool   new_sb_created; /* Set to T if we allocated a new sb */
};

#ifdef CONFIG_KERNFS

static inline enum kernfs_node_type kernfs_type(struct kernfs_node *kn)
{
 return kn->flags & KERNFS_TYPE_MASK;
}

static inline ino_t kernfs_id_ino(u64 id)
{
 /* id is ino if ino_t is 64bit; otherwise, low 32bits */
 if (sizeof(ino_t) >= sizeof(u64))
  return id;
 else
  return (u32)id;
}

static inline u32 kernfs_id_gen(u64 id)
{
 /* gen is fixed at 1 if ino_t is 64bit; otherwise, high 32bits */
 if (sizeof(ino_t) >= sizeof(u64))
  return 1;
 else
  return id >> 32;
}

static inline ino_t kernfs_ino(struct kernfs_node *kn)
{
 return kernfs_id_ino(kn->id);
}

static inline ino_t kernfs_gen(struct kernfs_node *kn)
{
 return kernfs_id_gen(kn->id);
}

/**
 * kernfs_enable_ns - enable namespace under a directory
 * @kn: directory of interest, should be empty
 *
 * This is to be called right after @kn is created to enable namespace
 * under it.  All children of @kn must have non-NULL namespace tags and
 * only the ones which match the super_block's tag will be visible.
 */
static inline void kernfs_enable_ns(struct kernfs_node *kn)
{
 WARN_ON_ONCE(kernfs_type(kn) != KERNFS_DIR);
 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&kn->dir.children));
 kn->flags |= KERNFS_NS;
}

/**
 * kernfs_ns_enabled - test whether namespace is enabled
 * @kn: the node to test
 *
 * Test whether namespace filtering is enabled for the children of @ns.
 */
static inline bool kernfs_ns_enabled(struct kernfs_node *kn)
{
 return kn->flags & KERNFS_NS;
}

int kernfs_name(struct kernfs_node *kn, char *buf, size_t buflen);
int kernfs_path_from_node(struct kernfs_node *kn_to, struct kernfs_node *kn_from,
     char *buf, size_t buflen);
void pr_cont_kernfs_name(struct kernfs_node *kn);
void pr_cont_kernfs_path(struct kernfs_node *kn);
struct kernfs_node *kernfs_get_parent(struct kernfs_node *kn);
struct kernfs_node *kernfs_find_and_get_ns(struct kernfs_node *parent,
        const char *name, const void *ns);
struct kernfs_node *kernfs_walk_and_get_ns(struct kernfs_node *parent,
        const char *path, const void *ns);
void kernfs_get(struct kernfs_node *kn);
void kernfs_put(struct kernfs_node *kn);

struct kernfs_node *kernfs_node_from_dentry(struct dentry *dentry);
struct kernfs_root *kernfs_root_from_sb(struct super_block *sb);
struct inode *kernfs_get_inode(struct super_block *sb, struct kernfs_node *kn);

struct dentry *kernfs_node_dentry(struct kernfs_node *kn,
      struct super_block *sb);
struct kernfs_root *kernfs_create_root(struct kernfs_syscall_ops *scops,
           unsigned int flags, void *priv);
void kernfs_destroy_root(struct kernfs_root *root);
unsigned int kernfs_root_flags(struct kernfs_node *kn);

struct kernfs_node *kernfs_create_dir_ns(struct kernfs_node *parent,
      const char *name, umode_t mode,
      kuid_t uid, kgid_t gid,
      void *priv, const void *ns);
struct kernfs_node *kernfs_create_empty_dir(struct kernfs_node *parent,
         const char *name);
struct kernfs_node *__kernfs_create_file(struct kernfs_node *parent,
      const char *name, umode_t mode,
      kuid_t uid, kgid_t gid,
      loff_t size,
      const struct kernfs_ops *ops,
      void *priv, const void *ns,
      struct lock_class_key *key);
struct kernfs_node *kernfs_create_link(struct kernfs_node *parent,
           const char *name,
           struct kernfs_node *target);
void kernfs_activate(struct kernfs_node *kn);
void kernfs_show(struct kernfs_node *kn, bool show);
void kernfs_remove(struct kernfs_node *kn);
void kernfs_break_active_protection(struct kernfs_node *kn);
void kernfs_unbreak_active_protection(struct kernfs_node *kn);
bool kernfs_remove_self(struct kernfs_node *kn);
int kernfs_remove_by_name_ns(struct kernfs_node *parent, const char *name,
        const void *ns);
int kernfs_rename_ns(struct kernfs_node *kn, struct kernfs_node *new_parent,
       const char *new_name, const void *new_ns);
int kernfs_setattr(struct kernfs_node *kn, const struct iattr *iattr);
__poll_t kernfs_generic_poll(struct kernfs_open_file *of,
        struct poll_table_struct *pt);
void kernfs_notify(struct kernfs_node *kn);

int kernfs_xattr_get(struct kernfs_node *kn, const char *name,
       void *value, size_t size);
int kernfs_xattr_set(struct kernfs_node *kn, const char *name,
       const void *value, size_t size, int flags);

const void *kernfs_super_ns(struct super_block *sb);
int kernfs_get_tree(struct fs_context *fc);
void kernfs_free_fs_context(struct fs_context *fc);
void kernfs_kill_sb(struct super_block *sb);

void kernfs_init(void);

struct kernfs_node *kernfs_find_and_get_node_by_id(struct kernfs_root *root,
         u64 id);
#else /* CONFIG_KERNFS */

static inline enum kernfs_node_type kernfs_type(struct kernfs_node *kn)
{ return 0; } /* whatever */

static inline void kernfs_enable_ns(struct kernfs_node *kn) { }

static inline bool kernfs_ns_enabled(struct kernfs_node *kn)
{ return false; }

static inline int kernfs_name(struct kernfs_node *kn, char *buf, size_t buflen)
{ return -ENOSYS; }

static inline int kernfs_path_from_node(struct kernfs_node *root_kn,
     struct kernfs_node *kn,
     char *buf, size_t buflen)
{ return -ENOSYS; }

static inline void pr_cont_kernfs_name(struct kernfs_node *kn) { }
static inline void pr_cont_kernfs_path(struct kernfs_node *kn) { }

static inline struct kernfs_node *kernfs_get_parent(struct kernfs_node *kn)
{ return NULL; }

static inline struct kernfs_node *
kernfs_find_and_get_ns(struct kernfs_node *parent, const char *name,
         const void *ns)
{ return NULL; }
static inline struct kernfs_node *
kernfs_walk_and_get_ns(struct kernfs_node *parent, const char *path,
         const void *ns)
{ return NULL; }

static inline void kernfs_get(struct kernfs_node *kn) { }
static inline void kernfs_put(struct kernfs_node *kn) { }

static inline struct kernfs_node *kernfs_node_from_dentry(struct dentry *dentry)
{ return NULL; }

static inline struct kernfs_root *kernfs_root_from_sb(struct super_block *sb)
{ return NULL; }

static inline struct inode *
kernfs_get_inode(struct super_block *sb, struct kernfs_node *kn)
{ return NULL; }

static inline struct kernfs_root *
kernfs_create_root(struct kernfs_syscall_ops *scops, unsigned int flags,
     void *priv)
{ return ERR_PTR(-ENOSYS); }

static inline void kernfs_destroy_root(struct kernfs_root *root) { }
static inline unsigned int kernfs_root_flags(struct kernfs_node *kn)
{ return 0; }

static inline struct kernfs_node *
kernfs_create_dir_ns(struct kernfs_node *parent, const char *name,
       umode_t mode, kuid_t uid, kgid_t gid,
       void *priv, const void *ns)
{ return ERR_PTR(-ENOSYS); }

static inline struct kernfs_node *
__kernfs_create_file(struct kernfs_node *parent, const char *name,
       umode_t mode, kuid_t uid, kgid_t gid,
       loff_t size, const struct kernfs_ops *ops,
       void *priv, const void *ns, struct lock_class_key *key)
{ return ERR_PTR(-ENOSYS); }

static inline struct kernfs_node *
kernfs_create_link(struct kernfs_node *parent, const char *name,
     struct kernfs_node *target)
{ return ERR_PTR(-ENOSYS); }

static inline void kernfs_activate(struct kernfs_node *kn) { }

static inline void kernfs_remove(struct kernfs_node *kn) { }

static inline bool kernfs_remove_self(struct kernfs_node *kn)
{ return false; }

static inline int kernfs_remove_by_name_ns(struct kernfs_node *kn,
        const char *name, const void *ns)
{ return -ENOSYS; }

static inline int kernfs_rename_ns(struct kernfs_node *kn,
       struct kernfs_node *new_parent,
       const char *new_name, const void *new_ns)
{ return -ENOSYS; }

static inline int kernfs_setattr(struct kernfs_node *kn,
     const struct iattr *iattr)
{ return -ENOSYS; }

static inline __poll_t kernfs_generic_poll(struct kernfs_open_file *of,
        struct poll_table_struct *pt)
{ return -ENOSYS; }

static inline void kernfs_notify(struct kernfs_node *kn) { }

static inline int kernfs_xattr_get(struct kernfs_node *kn, const char *name,
       void *value, size_t size)
{ return -ENOSYS; }

static inline int kernfs_xattr_set(struct kernfs_node *kn, const char *name,
       const void *value, size_t size, int flags)
{ return -ENOSYS; }

static inline const void *kernfs_super_ns(struct super_block *sb)
{ return NULL; }

static inline int kernfs_get_tree(struct fs_context *fc)
{ return -ENOSYS; }

static inline void kernfs_free_fs_context(struct fs_context *fc) { }

static inline void kernfs_kill_sb(struct super_block *sb) { }

static inline void kernfs_init(void) { }

#endif /* CONFIG_KERNFS */

/**
 * kernfs_path - build full path of a given node
 * @kn: kernfs_node of interest
 * @buf: buffer to copy @kn's name into
 * @buflen: size of @buf
 *
 * If @kn is NULL result will be "(null)".
 *
 * Returns the length of the full path.  If the full length is equal to or
 * greater than @buflen, @buf contains the truncated path with the trailing
 * '\0'.  On error, -errno is returned.
 */
static inline int kernfs_path(struct kernfs_node *kn, char *buf, size_t buflen)
{
 return kernfs_path_from_node(kn, NULL, buf, buflen);
}

static inline struct kernfs_node *
kernfs_find_and_get(struct kernfs_node *kn, const char *name)
{
 return kernfs_find_and_get_ns(kn, name, NULL);
}

static inline struct kernfs_node *
kernfs_walk_and_get(struct kernfs_node *kn, const char *path)
{
 return kernfs_walk_and_get_ns(kn, path, NULL);
}

static inline struct kernfs_node *
kernfs_create_dir(struct kernfs_node *parent, const char *name, umode_t mode,
    void *priv)
{
 return kernfs_create_dir_ns(parent, name, mode,
        GLOBAL_ROOT_UID, GLOBAL_ROOT_GID,
        priv, NULL);
}

static inline int kernfs_remove_by_name(struct kernfs_node *parent,
     const char *name)
{
 return kernfs_remove_by_name_ns(parent, name, NULL);
}

static inline int kernfs_rename(struct kernfs_node *kn,
    struct kernfs_node *new_parent,
    const char *new_name)
{
 return kernfs_rename_ns(kn, new_parent, new_name, NULL);
}

#endif /* __LINUX_KERNFS_H */