Quelle  block_validity.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 *  linux/fs/ext4/block_validity.c
 *
 * Copyright (C) 2009
 * Theodore Ts'o (tytso@mit.edu)
 *
 * Track which blocks in the filesystem are metadata blocks that
 * should never be used as data blocks by files or directories.
 */

#include <linux/time.h>
#include <linux/fs.h>
#include <linux/namei.h>
#include <linux/quotaops.h>
#include <linux/buffer_head.h>
#include <linux/swap.h>
#include <linux/pagemap.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/slab.h>
#include "ext4.h"

struct ext4_system_zone {
 struct rb_node node;
 ext4_fsblk_t start_blk;
 unsigned int count;
 u32  ino;
};

static struct kmem_cache *ext4_system_zone_cachep;

int __init ext4_init_system_zone(void)
{
 ext4_system_zone_cachep = KMEM_CACHE(ext4_system_zone, 0);
 if (ext4_system_zone_cachep == NULL)
  return -ENOMEM;
 return 0;
}

void ext4_exit_system_zone(void)
{
 rcu_barrier();
 kmem_cache_destroy(ext4_system_zone_cachep);
}

static inline int can_merge(struct ext4_system_zone *entry1,
       struct ext4_system_zone *entry2)
{
 if ((entry1->start_blk + entry1->count) == entry2->start_blk &&
     entry1->ino == entry2->ino)
  return 1;
 return 0;
}

static void release_system_zone(struct ext4_system_blocks *system_blks)
{
 struct ext4_system_zone *entry, *n;

 rbtree_postorder_for_each_entry_safe(entry, n,
    &system_blks->root, node)
  kmem_cache_free(ext4_system_zone_cachep, entry);
}

/*
 * Mark a range of blocks as belonging to the "system zone" --- that
 * is, filesystem metadata blocks which should never be used by
 * inodes.
 */
static int add_system_zone(struct ext4_system_blocks *system_blks,
      ext4_fsblk_t start_blk,
      unsigned int count, u32 ino)
{
 struct ext4_system_zone *new_entry, *entry;
 struct rb_node **n = &system_blks->root.rb_node, *node;
 struct rb_node *parent = NULL, *new_node;

 while (*n) {
  parent = *n;
  entry = rb_entry(parent, struct ext4_system_zone, node);
  if (start_blk < entry->start_blk)
   n = &(*n)->rb_left;
  else if (start_blk >= (entry->start_blk + entry->count))
   n = &(*n)->rb_right;
  else /* Unexpected overlap of system zones. */
   return -EFSCORRUPTED;
 }

 new_entry = kmem_cache_alloc(ext4_system_zone_cachep,
         GFP_KERNEL);
 if (!new_entry)
  return -ENOMEM;
 new_entry->start_blk = start_blk;
 new_entry->count = count;
 new_entry->ino = ino;
 new_node = &new_entry->node;

 rb_link_node(new_node, parent, n);
 rb_insert_color(new_node, &system_blks->root);

 /* Can we merge to the left? */
 node = rb_prev(new_node);
 if (node) {
  entry = rb_entry(node, struct ext4_system_zone, node);
  if (can_merge(entry, new_entry)) {
   new_entry->start_blk = entry->start_blk;
   new_entry->count += entry->count;
   rb_erase(node, &system_blks->root);
   kmem_cache_free(ext4_system_zone_cachep, entry);
  }
 }

 /* Can we merge to the right? */
 node = rb_next(new_node);
 if (node) {
  entry = rb_entry(node, struct ext4_system_zone, node);
  if (can_merge(new_entry, entry)) {
   new_entry->count += entry->count;
   rb_erase(node, &system_blks->root);
   kmem_cache_free(ext4_system_zone_cachep, entry);
  }
 }
 return 0;
}

static void debug_print_tree(struct ext4_sb_info *sbi)
{
 struct rb_node *node;
 struct ext4_system_zone *entry;
 struct ext4_system_blocks *system_blks;
 int first = 1;

 printk(KERN_INFO "System zones: ");
 rcu_read_lock();
 system_blks = rcu_dereference(sbi->s_system_blks);
 node = rb_first(&system_blks->root);
 while (node) {
  entry = rb_entry(node, struct ext4_system_zone, node);
  printk(KERN_CONT "%s%llu-%llu", first ? "" : ", ",
         entry->start_blk, entry->start_blk + entry->count - 1);
  first = 0;
  node = rb_next(node);
 }
 rcu_read_unlock();
 printk(KERN_CONT "\n");
}

static int ext4_protect_reserved_inode(struct super_block *sb,
           struct ext4_system_blocks *system_blks,
           u32 ino)
{
 struct inode *inode;
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 struct ext4_map_blocks map;
 u32 i = 0, num;
 int err = 0, n;

 if ((ino < EXT4_ROOT_INO) ||
     (ino > le32_to_cpu(sbi->s_es->s_inodes_count)))
  return -EINVAL;
 inode = ext4_iget(sb, ino, EXT4_IGET_SPECIAL);
 if (IS_ERR(inode))
  return PTR_ERR(inode);
 num = (inode->i_size + sb->s_blocksize - 1) >> sb->s_blocksize_bits;
 while (i < num) {
  cond_resched();
  map.m_lblk = i;
  map.m_len = num - i;
  n = ext4_map_blocks(NULL, inode, &map, 0);
  if (n < 0) {
   err = n;
   break;
  }
  if (n == 0) {
   i++;
  } else {
   err = add_system_zone(system_blks, map.m_pblk, n, ino);
   if (err < 0) {
    if (err == -EFSCORRUPTED) {
     EXT4_ERROR_INODE_ERR(inode, -err,
      "blocks %llu-%llu from inode overlap system zone",
      map.m_pblk,
      map.m_pblk + map.m_len - 1);
    }
    break;
   }
   i += n;
  }
 }
 iput(inode);
 return err;
}

static void ext4_destroy_system_zone(struct rcu_head *rcu)
{
 struct ext4_system_blocks *system_blks;

 system_blks = container_of(rcu, struct ext4_system_blocks, rcu);
 release_system_zone(system_blks);
 kfree(system_blks);
}

/*
 * Build system zone rbtree which is used for block validity checking.
 *
 * The update of system_blks pointer in this function is protected by
 * sb->s_umount semaphore. However we have to be careful as we can be
 * racing with ext4_inode_block_valid() calls reading system_blks rbtree
 * protected only by RCU. That's why we first build the rbtree and then
 * swap it in place.
 */
int ext4_setup_system_zone(struct super_block *sb)
{
 ext4_group_t ngroups = ext4_get_groups_count(sb);
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 struct ext4_system_blocks *system_blks;
 struct ext4_group_desc *gdp;
 ext4_group_t i;
 int ret;

 system_blks = kzalloc(sizeof(*system_blks), GFP_KERNEL);
 if (!system_blks)
  return -ENOMEM;

 for (i=0; i < ngroups; i++) {
  unsigned int meta_blks = ext4_num_base_meta_blocks(sb, i);

  cond_resched();
  if (meta_blks != 0) {
   ret = add_system_zone(system_blks,
     ext4_group_first_block_no(sb, i),
     meta_blks, 0);
   if (ret)
    goto err;
  }
  gdp = ext4_get_group_desc(sb, i, NULL);
  ret = add_system_zone(system_blks,
    ext4_block_bitmap(sb, gdp), 1, 0);
  if (ret)
   goto err;
  ret = add_system_zone(system_blks,
    ext4_inode_bitmap(sb, gdp), 1, 0);
  if (ret)
   goto err;
  ret = add_system_zone(system_blks,
    ext4_inode_table(sb, gdp),
    sbi->s_itb_per_group, 0);
  if (ret)
   goto err;
 }
 if (ext4_has_feature_journal(sb) && sbi->s_es->s_journal_inum) {
  ret = ext4_protect_reserved_inode(sb, system_blks,
    le32_to_cpu(sbi->s_es->s_journal_inum));
  if (ret)
   goto err;
 }

 /*
 * System blks rbtree complete, announce it once to prevent racing
 * with ext4_inode_block_valid() accessing the rbtree at the same
 * time.
 */
 rcu_assign_pointer(sbi->s_system_blks, system_blks);

 if (test_opt(sb, DEBUG))
  debug_print_tree(sbi);
 return 0;
err:
 release_system_zone(system_blks);
 kfree(system_blks);
 return ret;
}

/*
 * Called when the filesystem is unmounted or when remounting it with
 * noblock_validity specified.
 *
 * The update of system_blks pointer in this function is protected by
 * sb->s_umount semaphore. However we have to be careful as we can be
 * racing with ext4_inode_block_valid() calls reading system_blks rbtree
 * protected only by RCU. So we first clear the system_blks pointer and
 * then free the rbtree only after RCU grace period expires.
 */
void ext4_release_system_zone(struct super_block *sb)
{
 struct ext4_system_blocks *system_blks;

 system_blks = rcu_dereference_protected(EXT4_SB(sb)->s_system_blks,
     lockdep_is_held(&sb->s_umount));
 rcu_assign_pointer(EXT4_SB(sb)->s_system_blks, NULL);

 if (system_blks)
  call_rcu(&system_blks->rcu, ext4_destroy_system_zone);
}

int ext4_sb_block_valid(struct super_block *sb, struct inode *inode,
    ext4_fsblk_t start_blk, unsigned int count)
{
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 struct ext4_system_blocks *system_blks;
 struct ext4_system_zone *entry;
 struct rb_node *n;
 int ret = 1;

 if ((start_blk <= le32_to_cpu(sbi->s_es->s_first_data_block)) ||
     (start_blk + count < start_blk) ||
     (start_blk + count > ext4_blocks_count(sbi->s_es)))
  return 0;

 /*
 * Lock the system zone to prevent it being released concurrently
 * when doing a remount which inverse current "[no]block_validity"
 * mount option.
 */
 rcu_read_lock();
 system_blks = rcu_dereference(sbi->s_system_blks);
 if (system_blks == NULL)
  goto out_rcu;

 n = system_blks->root.rb_node;
 while (n) {
  entry = rb_entry(n, struct ext4_system_zone, node);
  if (start_blk + count - 1 < entry->start_blk)
   n = n->rb_left;
  else if (start_blk >= (entry->start_blk + entry->count))
   n = n->rb_right;
  else {
   ret = 0;
   if (inode)
    ret = (entry->ino == inode->i_ino);
   break;
  }
 }
out_rcu:
 rcu_read_unlock();
 return ret;
}

/*
 * Returns 1 if the passed-in block region (start_blk,
 * start_blk+count) is valid; 0 if some part of the block region
 * overlaps with some other filesystem metadata blocks.
 */
int ext4_inode_block_valid(struct inode *inode, ext4_fsblk_t start_blk,
     unsigned int count)
{
 return ext4_sb_block_valid(inode->i_sb, inode, start_blk, count);
}

int ext4_check_blockref(const char *function, unsigned int line,
   struct inode *inode, __le32 *p, unsigned int max)
{
 __le32 *bref = p;
 unsigned int blk;
 journal_t *journal = EXT4_SB(inode->i_sb)->s_journal;

 if (journal && inode == journal->j_inode)
  return 0;

 while (bref < p+max) {
  blk = le32_to_cpu(*bref++);
  if (blk &&
      unlikely(!ext4_inode_block_valid(inode, blk, 1))) {
   ext4_error_inode(inode, function, line, blk,
      "invalid block");
   return -EFSCORRUPTED;
  }
 }
 return 0;
}