fs/inode.c

   1 /*
   2  * linux/fs/inode.c
   3  *
   4  * (C) 1997 Linus Torvalds
   5  */
   6
   7 #include <linux/config.h>
   8 #include <linux/fs.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/dcache.h>
  11 #include <linux/init.h>
  12 #include <linux/quotaops.h>
  13 #include <linux/slab.h>
  14 #include <linux/writeback.h>
  15 #include <linux/module.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/wait.h>
  18 #include <linux/hash.h>
  19 #include <linux/swap.h>
  20 #include <linux/security.h>
  21 #include <linux/cdev.h>
  22
  23 /*
  24  * This is needed for the following functions:
  25  *  - inode_has_buffers
  26  *  - invalidate_inode_buffers
  27  *  - fsync_bdev
  28  *  - invalidate_bdev
  29  *
  30  * FIXME: remove all knowledge of the buffer layer from this file
  31  */
  32 #include <linux/buffer_head.h>
  33
  34 /*
  35  * New inode.c implementation.
  36  *
  37  * This implementation has the basic premise of trying
  38  * to be extremely low-overhead and SMP-safe, yet be
  39  * simple enough to be "obviously correct".
  40  *
  41  * Famous last words.
  42  */
  43
  44 /* inode dynamic allocation 1999, Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> */
  45
  46 /* #define INODE_PARANOIA 1 */
  47 /* #define INODE_DEBUG 1 */
  48
  49 /*
  50  * Inode lookup is no longer as critical as it used to be:
  51  * most of the lookups are going to be through the dcache.
  52  */
  53 #define I_HASHBITS      i_hash_shift
  54 #define I_HASHMASK      i_hash_mask
  55
  56 static unsigned int i_hash_mask;
  57 static unsigned int i_hash_shift;
  58
  59 /*
  60  * Each inode can be on two separate lists. One is
  61  * the hash list of the inode, used for lookups. The
  62  * other linked list is the "type" list:
  63  *  "in_use" - valid inode, i_count > 0, i_nlink > 0
  64  *  "dirty"  - as "in_use" but also dirty
  65  *  "unused" - valid inode, i_count = 0
  66  *
  67  * A "dirty" list is maintained for each super block,
  68  * allowing for low-overhead inode sync() operations.
  69  */
  70
  71 LIST_HEAD(inode_in_use);
  72 LIST_HEAD(inode_unused);
  73 static struct hlist_head *inode_hashtable;
  74
  75 /*
  76  * A simple spinlock to protect the list manipulations.
  77  *
  78  * NOTE! You also have to own the lock if you change
  79  * the i_state of an inode while it is in use..
  80  */
  81 spinlock_t inode_lock = SPIN_LOCK_UNLOCKED;
  82
  83 /*
  84  * iprune_sem provides exclusion between the kswapd or try_to_free_pages
  85  * icache shrinking path, and the umount path.  Without this exclusion,
  86  * by the time prune_icache calls iput for the inode whose pages it has
  87  * been invalidating, or by the time it calls clear_inode & destroy_inode
  88  * from its final dispose_list, the struct super_block they refer to
  89  * (for inode->i_sb->s_op) may already have been freed and reused.
  90  */
  91 static DECLARE_MUTEX(iprune_sem);
  92
  93 /*
  94  * Statistics gathering..
  95  */
  96 struct inodes_stat_t inodes_stat;
  97
  98 static kmem_cache_t * inode_cachep;
  99
 100 static struct inode *alloc_inode(struct super_block *sb)
 101 {
 102         static struct address_space_operations empty_aops;
 103         static struct inode_operations empty_iops;
 104         static struct file_operations empty_fops;
 105         struct inode *inode;
 106
 107         if (sb->s_op->alloc_inode)
 108                 inode = sb->s_op->alloc_inode(sb);
 109         else
 110                 inode = (struct inode *) kmem_cache_alloc(inode_cachep, SLAB_KERNEL);
 111
 112         if (inode) {
 113                 struct address_space * const mapping = &inode->i_data;
 114
 115                 inode->i_sb = sb;
 116                 inode->i_blkbits = sb->s_blocksize_bits;
 117                 inode->i_flags = 0;
 118                 atomic_set(&inode->i_count, 1);
 119                 inode->i_sock = 0;
 120                 inode->i_op = &empty_iops;
 121                 inode->i_fop = &empty_fops;
 122                 inode->i_nlink = 1;
 123                 atomic_set(&inode->i_writecount, 0);
 124                 inode->i_size = 0;
 125                 inode->i_blocks = 0;
 126                 inode->i_bytes = 0;
 127                 inode->i_generation = 0;
 128                 memset(&inode->i_dquot, 0, sizeof(inode->i_dquot));
 129                 inode->i_pipe = NULL;
 130                 inode->i_bdev = NULL;
 131                 inode->i_cdev = NULL;
 132                 inode->i_rdev = to_kdev_t(0);
 133                 inode->i_security = NULL;
 134                 if (security_inode_alloc(inode)) {
 135                         if (inode->i_sb->s_op->destroy_inode)
 136                                 inode->i_sb->s_op->destroy_inode(inode);
 137                         else
 138                                 kmem_cache_free(inode_cachep, (inode));
 139                         return NULL;
 140                 }
 141
 142                 mapping->a_ops = &empty_aops;
 143                 mapping->host = inode;
 144                 mapping->gfp_mask = GFP_HIGHUSER;
 145                 mapping->dirtied_when = 0;
 146                 mapping->assoc_mapping = NULL;
 147                 mapping->backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 148                 if (sb->s_bdev)
 149                         mapping->backing_dev_info = sb->s_bdev->bd_inode->i_mapping->backing_dev_info;
 150                 memset(&inode->u, 0, sizeof(inode->u));
 151                 inode->i_mapping = mapping;
 152         }
 153         return inode;
 154 }
 155
 156 void destroy_inode(struct inode *inode)
 157 {
 158         if (inode_has_buffers(inode))
 159                 BUG();
 160         security_inode_free(inode);
 161         if (inode->i_sb->s_op->destroy_inode)
 162                 inode->i_sb->s_op->destroy_inode(inode);
 163         else
 164                 kmem_cache_free(inode_cachep, (inode));
 165 }
 166
 167
 168 /*
 169  * These are initializations that only need to be done
 170  * once, because the fields are idempotent across use
 171  * of the inode, so let the slab aware of that.
 172  */
 173 void inode_init_once(struct inode *inode)
 174 {
 175         memset(inode, 0, sizeof(*inode));
 176         INIT_HLIST_NODE(&inode->i_hash);
 177         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.clean_pages);
 178         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.dirty_pages);
 179         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.locked_pages);
 180         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.io_pages);
 181         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_dentry);
 182         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_devices);
 183         sema_init(&inode->i_sem, 1);
 184         INIT_RADIX_TREE(&inode->i_data.page_tree, GFP_ATOMIC);
 185         spin_lock_init(&inode->i_data.page_lock);
 186         init_MUTEX(&inode->i_data.i_shared_sem);
 187         atomic_set(&inode->i_data.truncate_count, 0);
 188         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.private_list);
 189         spin_lock_init(&inode->i_data.private_lock);
 190         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.i_mmap);
 191         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_data.i_mmap_shared);
 192         spin_lock_init(&inode->i_lock);
 193         i_size_ordered_init(inode);
 194 }
 195
 196 static void init_once(void * foo, kmem_cache_t * cachep, unsigned long flags)
 197 {
 198         struct inode * inode = (struct inode *) foo;
 199
 200         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 201             SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)
 202                 inode_init_once(inode);
 203 }
 204
 205 /*
 206  * inode_lock must be held
 207  */
 208 void __iget(struct inode * inode)
 209 {
 210         if (atomic_read(&inode->i_count)) {
 211                 atomic_inc(&inode->i_count);
 212                 return;
 213         }
 214         atomic_inc(&inode->i_count);
 215         if (!(inode->i_state & (I_DIRTY|I_LOCK))) {
 216                 list_del(&inode->i_list);
 217                 list_add(&inode->i_list, &inode_in_use);
 218         }
 219         inodes_stat.nr_unused--;
 220 }
 221
 222 /**
 223  * clear_inode - clear an inode
 224  * @inode: inode to clear
 225  *
 226  * This is called by the filesystem to tell us
 227  * that the inode is no longer useful. We just
 228  * terminate it with extreme prejudice.
 229  */
 230
 231 void clear_inode(struct inode *inode)
 232 {
 233         invalidate_inode_buffers(inode);
 234
 235         if (inode->i_data.nrpages)
 236                 BUG();
 237         if (!(inode->i_state & I_FREEING))
 238                 BUG();
 239         if (inode->i_state & I_CLEAR)
 240                 BUG();
 241         wait_on_inode(inode);
 242         DQUOT_DROP(inode);
 243         if (inode->i_sb && inode->i_sb->s_op->clear_inode)
 244                 inode->i_sb->s_op->clear_inode(inode);
 245         if (inode->i_bdev)
 246                 bd_forget(inode);
 247         if (inode->i_cdev)
 248                 cd_forget(inode);
 249         inode->i_state = I_CLEAR;
 250 }
 251
 252 /*
 253  * Dispose-list gets a local list with local inodes in it, so it doesn't
 254  * need to worry about list corruption and SMP locks.
 255  */
 256 static void dispose_list(struct list_head *head)
 257 {
 258         int nr_disposed = 0;
 259
 260         while (!list_empty(head)) {
 261                 struct inode *inode;
 262
 263                 inode = list_entry(head->next, struct inode, i_list);
 264                 list_del(&inode->i_list);
 265
 266                 if (inode->i_data.nrpages)
 267                         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 268                 clear_inode(inode);
 269                 destroy_inode(inode);
 270                 nr_disposed++;
 271         }
 272         spin_lock(&inode_lock);
 273         inodes_stat.nr_inodes -= nr_disposed;
 274         spin_unlock(&inode_lock);
 275 }
 276
 277 /*
 278  * Invalidate all inodes for a device.
 279  */
 280 static int invalidate_list(struct list_head *head, struct super_block * sb, struct list_head * dispose)
 281 {
 282         struct list_head *next;
 283         int busy = 0, count = 0;
 284
 285         next = head->next;
 286         for (;;) {
 287                 struct list_head * tmp = next;
 288                 struct inode * inode;
 289
 290                 next = next->next;
 291                 if (tmp == head)
 292                         break;
 293                 inode = list_entry(tmp, struct inode, i_list);
 294                 if (inode->i_sb != sb)
 295                         continue;
 296                 invalidate_inode_buffers(inode);
 297                 if (!atomic_read(&inode->i_count)) {
 298                         hlist_del_init(&inode->i_hash);
 299                         list_del(&inode->i_list);
 300                         list_add(&inode->i_list, dispose);
 301                         inode->i_state |= I_FREEING;
 302                         count++;
 303                         continue;
 304                 }
 305                 busy = 1;
 306         }
 307         /* only unused inodes may be cached with i_count zero */
 308         inodes_stat.nr_unused -= count;
 309         return busy;
 310 }
 311
 312 /*
 313  * This is a two-stage process. First we collect all
 314  * offending inodes onto the throw-away list, and in
 315  * the second stage we actually dispose of them. This
 316  * is because we don't want to sleep while messing
 317  * with the global lists..
 318  */
 319
 320 /**
 321  *      invalidate_inodes       - discard the inodes on a device
 322  *      @sb: superblock
 323  *
 324  *      Discard all of the inodes for a given superblock. If the discard
 325  *      fails because there are busy inodes then a non zero value is returned.
 326  *      If the discard is successful all the inodes have been discarded.
 327  */
 328
 329 int invalidate_inodes(struct super_block * sb)
 330 {
 331         int busy;
 332         LIST_HEAD(throw_away);
 333
 334         down(&iprune_sem);
 335         spin_lock(&inode_lock);
 336         busy = invalidate_list(&inode_in_use, sb, &throw_away);
 337         busy |= invalidate_list(&inode_unused, sb, &throw_away);
 338         busy |= invalidate_list(&sb->s_dirty, sb, &throw_away);
 339         busy |= invalidate_list(&sb->s_io, sb, &throw_away);
 340         spin_unlock(&inode_lock);
 341
 342         dispose_list(&throw_away);
 343         up(&iprune_sem);
 344
 345         return busy;
 346 }
 347
 348 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, int do_sync)
 349 {
 350         struct super_block *sb;
 351         int res;
 352
 353         if (do_sync)
 354                 fsync_bdev(bdev);
 355
 356         res = 0;
 357         sb = get_super(bdev);
 358         if (sb) {
 359                 /*
 360                  * no need to lock the super, get_super holds the
 361                  * read semaphore so the filesystem cannot go away
 362                  * under us (->put_super runs with the write lock
 363                  * hold).
 364                  */
 365                 shrink_dcache_sb(sb);
 366                 res = invalidate_inodes(sb);
 367                 drop_super(sb);
 368         }
 369         invalidate_bdev(bdev, 0);
 370         return res;
 371 }
 372
 373 static int can_unuse(struct inode *inode)
 374 {
 375         if (inode->i_state)
 376                 return 0;
 377         if (inode_has_buffers(inode))
 378                 return 0;
 379         if (atomic_read(&inode->i_count))
 380                 return 0;
 381         if (inode->i_data.nrpages)
 382                 return 0;
 383         return 1;
 384 }
 385
 386 /*
 387  * Scan `goal' inodes on the unused list for freeable ones. They are moved to
 388  * a temporary list and then are freed outside inode_lock by dispose_list().
 389  *
 390  * Any inodes which are pinned purely because of attached pagecache have their
 391  * pagecache removed.  We expect the final iput() on that inode to add it to
 392  * the front of the inode_unused list.  So look for it there and if the
 393  * inode is still freeable, proceed.  The right inode is found 99.9% of the
 394  * time in testing on a 4-way.
 395  *
 396  * If the inode has metadata buffers attached to mapping->private_list then
 397  * try to remove them.
 398  */
 399 static void prune_icache(int nr_to_scan)
 400 {
 401         LIST_HEAD(freeable);
 402         int nr_pruned = 0;
 403         int nr_scanned;
 404         unsigned long reap = 0;
 405
 406         down(&iprune_sem);
 407         spin_lock(&inode_lock);
 408         for (nr_scanned = 0; nr_scanned < nr_to_scan; nr_scanned++) {
 409                 struct inode *inode;
 410
 411                 if (list_empty(&inode_unused))
 412                         break;
 413
 414                 inode = list_entry(inode_unused.prev, struct inode, i_list);
 415
 416                 if (inode->i_state || atomic_read(&inode->i_count)) {
 417                         list_move(&inode->i_list, &inode_unused);
 418                         continue;
 419                 }
 420                 if (inode_has_buffers(inode) || inode->i_data.nrpages) {
 421                         __iget(inode);
 422                         spin_unlock(&inode_lock);
 423                         if (remove_inode_buffers(inode))
 424                                 reap += invalidate_inode_pages(&inode->i_data);
 425                         iput(inode);
 426                         spin_lock(&inode_lock);
 427
 428                         if (inode != list_entry(inode_unused.next,
 429                                                 struct inode, i_list))
 430                                 continue;       /* wrong inode or list_empty */
 431                         if (!can_unuse(inode))
 432                                 continue;
 433                 }
 434                 hlist_del_init(&inode->i_hash);
 435                 list_move(&inode->i_list, &freeable);
 436                 inode->i_state |= I_FREEING;
 437                 nr_pruned++;
 438         }
 439         inodes_stat.nr_unused -= nr_pruned;
 440         spin_unlock(&inode_lock);
 441
 442         dispose_list(&freeable);
 443         up(&iprune_sem);
 444
 445         if (current_is_kswapd)
 446                 mod_page_state(kswapd_inodesteal, reap);
 447         else
 448                 mod_page_state(pginodesteal, reap);
 449 }
 450
 451 /*
 452  * shrink_icache_memory() will attempt to reclaim some unused inodes.  Here,
 453  * "unused" means that no dentries are referring to the inodes: the files are
 454  * not open and the dcache references to those inodes have already been
 455  * reclaimed.
 456  *
 457  * This function is passed the number of inodes to scan, and it returns the
 458  * total number of remaining possibly-reclaimable inodes.
 459  */
 460 static int shrink_icache_memory(int nr, unsigned int gfp_mask)
 461 {
 462         if (nr) {
 463                 /*
 464                  * Nasty deadlock avoidance.  We may hold various FS locks,
 465                  * and we don't want to recurse into the FS that called us
 466                  * in clear_inode() and friends..
 467                  */
 468                 if (gfp_mask & __GFP_FS)
 469                         prune_icache(nr);
 470         }
 471         return inodes_stat.nr_unused;
 472 }
 473
 474 static void __wait_on_freeing_inode(struct inode *inode);
 475 /*
 476  * Called with the inode lock held.
 477  * NOTE: we are not increasing the inode-refcount, you must call __iget()
 478  * by hand after calling find_inode now! This simplifies iunique and won't
 479  * add any additional branch in the common code.
 480  */
 481 static struct inode * find_inode(struct super_block * sb, struct hlist_head *head, int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
 482 {
 483         struct hlist_node *node;
 484         struct inode * inode = NULL;
 485
 486 repeat:
 487         hlist_for_each (node, head) {
 488                 inode = hlist_entry(node, struct inode, i_hash);
 489                 if (inode->i_sb != sb)
 490                         continue;
 491                 if (!test(inode, data))
 492                         continue;
 493                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_CLEAR)) {
 494                         __wait_on_freeing_inode(inode);
 495                         goto repeat;
 496                 }
 497                 break;
 498         }
 499         return node ? inode : NULL;
 500 }
 501
 502 /*
 503  * find_inode_fast is the fast path version of find_inode, see the comment at
 504  * iget_locked for details.
 505  */
 506 static struct inode * find_inode_fast(struct super_block * sb, struct hlist_head *head, unsigned long ino)
 507 {
 508         struct hlist_node *node;
 509         struct inode * inode = NULL;
 510
 511 repeat:
 512         hlist_for_each (node, head) {
 513                 inode = hlist_entry(node, struct inode, i_hash);
 514                 if (inode->i_ino != ino)
 515                         continue;
 516                 if (inode->i_sb != sb)
 517                         continue;
 518                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_CLEAR)) {
 519                         __wait_on_freeing_inode(inode);
 520                         goto repeat;
 521                 }
 522                 break;
 523         }
 524         return node ? inode : NULL;
 525 }
 526
 527 /**
 528  *      new_inode       - obtain an inode
 529  *      @sb: superblock
 530  *
 531  *      Allocates a new inode for given superblock.
 532  */
 533
 534 struct inode *new_inode(struct super_block *sb)
 535 {
 536         static unsigned long last_ino;
 537         struct inode * inode;
 538
 539         spin_lock_prefetch(&inode_lock);
 540
 541         inode = alloc_inode(sb);
 542         if (inode) {
 543                 spin_lock(&inode_lock);
 544                 inodes_stat.nr_inodes++;
 545                 list_add(&inode->i_list, &inode_in_use);
 546                 inode->i_ino = ++last_ino;
 547                 inode->i_state = 0;
 548                 spin_unlock(&inode_lock);
 549         }
 550         return inode;
 551 }
 552
 553 void unlock_new_inode(struct inode *inode)
 554 {
 555         /*
 556          * This is special!  We do not need the spinlock
 557          * when clearing I_LOCK, because we're guaranteed
 558          * that nobody else tries to do anything about the
 559          * state of the inode when it is locked, as we
 560          * just created it (so there can be no old holders
 561          * that haven't tested I_LOCK).
 562          */
 563         inode->i_state &= ~(I_LOCK|I_NEW);
 564         wake_up_inode(inode);
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL(unlock_new_inode);
 567
 568 /*
 569  * This is called without the inode lock held.. Be careful.
 570  *
 571  * We no longer cache the sb_flags in i_flags - see fs.h
 572  *      -- rmk@arm.uk.linux.org
 573  */
 574 static struct inode * get_new_inode(struct super_block *sb, struct hlist_head *head, int (*test)(struct inode *, void *), int (*set)(struct inode *, void *), void *data)
 575 {
 576         struct inode * inode;
 577
 578         inode = alloc_inode(sb);
 579         if (inode) {
 580                 struct inode * old;
 581
 582                 spin_lock(&inode_lock);
 583                 /* We released the lock, so.. */
 584                 old = find_inode(sb, head, test, data);
 585                 if (!old) {
 586                         if (set(inode, data))
 587                                 goto set_failed;
 588
 589                         inodes_stat.nr_inodes++;
 590                         list_add(&inode->i_list, &inode_in_use);
 591                         hlist_add_head(&inode->i_hash, head);
 592                         inode->i_state = I_LOCK|I_NEW;
 593                         spin_unlock(&inode_lock);
 594
 595                         /* Return the locked inode with I_NEW set, the
 596                          * caller is responsible for filling in the contents
 597                          */
 598                         return inode;
 599                 }
 600
 601                 /*
 602                  * Uhhuh, somebody else created the same inode under
 603                  * us. Use the old inode instead of the one we just
 604                  * allocated.
 605                  */
 606                 __iget(old);
 607                 spin_unlock(&inode_lock);
 608                 destroy_inode(inode);
 609                 inode = old;
 610                 wait_on_inode(inode);
 611         }
 612         return inode;
 613
 614 set_failed:
 615         spin_unlock(&inode_lock);
 616         destroy_inode(inode);
 617         return NULL;
 618 }
 619
 620 /*
 621  * get_new_inode_fast is the fast path version of get_new_inode, see the
 622  * comment at iget_locked for details.
 623  */
 624 static struct inode * get_new_inode_fast(struct super_block *sb, struct hlist_head *head, unsigned long ino)
 625 {
 626         struct inode * inode;
 627
 628         inode = alloc_inode(sb);
 629         if (inode) {
 630                 struct inode * old;
 631
 632                 spin_lock(&inode_lock);
 633                 /* We released the lock, so.. */
 634                 old = find_inode_fast(sb, head, ino);
 635                 if (!old) {
 636                         inode->i_ino = ino;
 637                         inodes_stat.nr_inodes++;
 638                         list_add(&inode->i_list, &inode_in_use);
 639                         hlist_add_head(&inode->i_hash, head);
 640                         inode->i_state = I_LOCK|I_NEW;
 641                         spin_unlock(&inode_lock);
 642
 643                         /* Return the locked inode with I_NEW set, the
 644                          * caller is responsible for filling in the contents
 645                          */
 646                         return inode;
 647                 }
 648
 649                 /*
 650                  * Uhhuh, somebody else created the same inode under
 651                  * us. Use the old inode instead of the one we just
 652                  * allocated.
 653                  */
 654                 __iget(old);
 655                 spin_unlock(&inode_lock);
 656                 destroy_inode(inode);
 657                 inode = old;
 658                 wait_on_inode(inode);
 659         }
 660         return inode;
 661 }
 662
 663 static inline unsigned long hash(struct super_block *sb, unsigned long hashval)
 664 {
 665         unsigned long tmp = hashval + ((unsigned long) sb / L1_CACHE_BYTES);
 666         tmp = tmp + (tmp >> I_HASHBITS);
 667         return tmp & I_HASHMASK;
 668 }
 669
 670 /* Yeah, I know about quadratic hash. Maybe, later. */
 671
 672 /**
 673  *      iunique - get a unique inode number
 674  *      @sb: superblock
 675  *      @max_reserved: highest reserved inode number
 676  *
 677  *      Obtain an inode number that is unique on the system for a given
 678  *      superblock. This is used by file systems that have no natural
 679  *      permanent inode numbering system. An inode number is returned that
 680  *      is higher than the reserved limit but unique.
 681  *
 682  *      BUGS:
 683  *      With a large number of inodes live on the file system this function
 684  *      currently becomes quite slow.
 685  */
 686
 687 ino_t iunique(struct super_block *sb, ino_t max_reserved)
 688 {
 689         static ino_t counter;
 690         struct inode *inode;
 691         struct hlist_head * head;
 692         ino_t res;
 693         spin_lock(&inode_lock);
 694 retry:
 695         if (counter > max_reserved) {
 696                 head = inode_hashtable + hash(sb,counter);
 697                 res = counter++;
 698                 inode = find_inode_fast(sb, head, res);
 699                 if (!inode) {
 700                         spin_unlock(&inode_lock);
 701                         return res;
 702                 }
 703         } else {
 704                 counter = max_reserved + 1;
 705         }
 706         goto retry;
 707
 708 }
 709
 710 struct inode *igrab(struct inode *inode)
 711 {
 712         spin_lock(&inode_lock);
 713         if (!(inode->i_state & I_FREEING))
 714                 __iget(inode);
 715         else
 716                 /*
 717                  * Handle the case where s_op->clear_inode is not been
 718                  * called yet, and somebody is calling igrab
 719                  * while the inode is getting freed.
 720                  */
 721                 inode = NULL;
 722         spin_unlock(&inode_lock);
 723         return inode;
 724 }
 725
 726 /**
 727  * ifind - internal function, you want ilookup5() or iget5().
 728  * @sb:         super block of file system to search
 729  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
 730  * @test:       callback used for comparisons between inodes
 731  * @data:       opaque data pointer to pass to @test
 732  *
 733  * ifind() searches for the inode specified by @hashval and @data in the inode
 734  * cache. This is a generalized version of ifind_fast() for file systems where
 735  * the inode number is not sufficient for unique identification of an inode.
 736  *
 737  * If the inode is in the cache, the inode is returned with an incremented
 738  * reference count.
 739  *
 740  * Otherwise NULL is returned.
 741  *
 742  * Note, @test is called with the inode_lock held, so can't sleep.
 743  */
 744 static inline struct inode *ifind(struct super_block *sb,
 745                 struct hlist_head *head, int (*test)(struct inode *, void *),
 746                 void *data)
 747 {
 748         struct inode *inode;
 749
 750         spin_lock(&inode_lock);
 751         inode = find_inode(sb, head, test, data);
 752         if (inode) {
 753                 __iget(inode);
 754                 spin_unlock(&inode_lock);
 755                 wait_on_inode(inode);
 756                 return inode;
 757         }
 758         spin_unlock(&inode_lock);
 759         return NULL;
 760 }
 761
 762 /**
 763  * ifind_fast - internal function, you want ilookup() or iget().
 764  * @sb:         super block of file system to search
 765  * @ino:        inode number to search for
 766  *
 767  * ifind_fast() searches for the inode @ino in the inode cache. This is for
 768  * file systems where the inode number is sufficient for unique identification
 769  * of an inode.
 770  *
 771  * If the inode is in the cache, the inode is returned with an incremented
 772  * reference count.
 773  *
 774  * Otherwise NULL is returned.
 775  */
 776 static inline struct inode *ifind_fast(struct super_block *sb,
 777                 struct hlist_head *head, unsigned long ino)
 778 {
 779         struct inode *inode;
 780
 781         spin_lock(&inode_lock);
 782         inode = find_inode_fast(sb, head, ino);
 783         if (inode) {
 784                 __iget(inode);
 785                 spin_unlock(&inode_lock);
 786                 wait_on_inode(inode);
 787                 return inode;
 788         }
 789         spin_unlock(&inode_lock);
 790         return NULL;
 791 }
 792
 793 /**
 794  * ilookup5 - search for an inode in the inode cache
 795  * @sb:         super block of file system to search
 796  * @hashval:    hash value (usually inode number) to search for
 797  * @test:       callback used for comparisons between inodes
 798  * @data:       opaque data pointer to pass to @test
 799  *
 800  * ilookup5() uses ifind() to search for the inode specified by @hashval and
 801  * @data in the inode cache. This is a generalized version of ilookup() for
 802  * file systems where the inode number is not sufficient for unique
 803  * identification of an inode.
 804  *
 805  * If the inode is in the cache, the inode is returned with an incremented
 806  * reference count.
 807  *
 808  * Otherwise NULL is returned.
 809  *
 810  * Note, @test is called with the inode_lock held, so can't sleep.
 811  */
 812 struct inode *ilookup5(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
 813                 int (*test)(struct inode *, void *), void *data)
 814 {
 815         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
 816
 817         return ifind(sb, head, test, data);
 818 }
 819 EXPORT_SYMBOL(ilookup5);
 820
 821 /**
 822  * ilookup - search for an inode in the inode cache
 823  * @sb:         super block of file system to search
 824  * @ino:        inode number to search for
 825  *
 826  * ilookup() uses ifind_fast() to search for the inode @ino in the inode cache.
 827  * This is for file systems where the inode number is sufficient for unique
 828  * identification of an inode.
 829  *
 830  * If the inode is in the cache, the inode is returned with an incremented
 831  * reference count.
 832  *
 833  * Otherwise NULL is returned.
 834  */
 835 struct inode *ilookup(struct super_block *sb, unsigned long ino)
 836 {
 837         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
 838
 839         return ifind_fast(sb, head, ino);
 840 }
 841 EXPORT_SYMBOL(ilookup);
 842
 843 /**
 844  * iget5_locked - obtain an inode from a mounted file system
 845  * @sb:         super block of file system
 846  * @hashval:    hash value (usually inode number) to get
 847  * @test:       callback used for comparisons between inodes
 848  * @set:        callback used to initialize a new struct inode
 849  * @data:       opaque data pointer to pass to @test and @set
 850  *
 851  * This is iget() without the read_inode() portion of get_new_inode().
 852  *
 853  * iget5_locked() uses ifind() to search for the inode specified by @hashval
 854  * and @data in the inode cache and if present it is returned with an increased
 855  * reference count. This is a generalized version of iget_locked() for file
 856  * systems where the inode number is not sufficient for unique identification
 857  * of an inode.
 858  *
 859  * If the inode is not in cache, get_new_inode() is called to allocate a new
 860  * inode and this is returned locked, hashed, and with the I_NEW flag set. The
 861  * file system gets to fill it in before unlocking it via unlock_new_inode().
 862  *
 863  * Note both @test and @set are called with the inode_lock held, so can't sleep.
 864  */
 865 struct inode *iget5_locked(struct super_block *sb, unsigned long hashval,
 866                 int (*test)(struct inode *, void *),
 867                 int (*set)(struct inode *, void *), void *data)
 868 {
 869         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, hashval);
 870         struct inode *inode;
 871
 872         inode = ifind(sb, head, test, data);
 873         if (inode)
 874                 return inode;
 875         /*
 876          * get_new_inode() will do the right thing, re-trying the search
 877          * in case it had to block at any point.
 878          */
 879         return get_new_inode(sb, head, test, set, data);
 880 }
 881 EXPORT_SYMBOL(iget5_locked);
 882
 883 /**
 884  * iget_locked - obtain an inode from a mounted file system
 885  * @sb:         super block of file system
 886  * @ino:        inode number to get
 887  *
 888  * This is iget() without the read_inode() portion of get_new_inode_fast().
 889  *
 890  * iget_locked() uses ifind_fast() to search for the inode specified by @ino in
 891  * the inode cache and if present it is returned with an increased reference
 892  * count. This is for file systems where the inode number is sufficient for
 893  * unique identification of an inode.
 894  *
 895  * If the inode is not in cache, get_new_inode_fast() is called to allocate a
 896  * new inode and this is returned locked, hashed, and with the I_NEW flag set.
 897  * The file system gets to fill it in before unlocking it via
 898  * unlock_new_inode().
 899  */
 900 struct inode *iget_locked(struct super_block *sb, unsigned long ino)
 901 {
 902         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(sb, ino);
 903         struct inode *inode;
 904
 905         inode = ifind_fast(sb, head, ino);
 906         if (inode)
 907                 return inode;
 908         /*
 909          * get_new_inode_fast() will do the right thing, re-trying the search
 910          * in case it had to block at any point.
 911          */
 912         return get_new_inode_fast(sb, head, ino);
 913 }
 914 EXPORT_SYMBOL(iget_locked);
 915
 916 /**
 917  *      __insert_inode_hash - hash an inode
 918  *      @inode: unhashed inode
 919  *      @hashval: unsigned long value used to locate this object in the
 920  *              inode_hashtable.
 921  *
 922  *      Add an inode to the inode hash for this superblock.
 923  */
 924
 925 void __insert_inode_hash(struct inode *inode, unsigned long hashval)
 926 {
 927         struct hlist_head *head = inode_hashtable + hash(inode->i_sb, hashval);
 928         spin_lock(&inode_lock);
 929         hlist_add_head(&inode->i_hash, head);
 930         spin_unlock(&inode_lock);
 931 }
 932
 933 /**
 934  *      remove_inode_hash - remove an inode from the hash
 935  *      @inode: inode to unhash
 936  *
 937  *      Remove an inode from the superblock.
 938  */
 939
 940 void remove_inode_hash(struct inode *inode)
 941 {
 942         spin_lock(&inode_lock);
 943         hlist_del_init(&inode->i_hash);
 944         spin_unlock(&inode_lock);
 945 }
 946
 947 /*
 948  * Tell the filesystem that this inode is no longer of any interest and should
 949  * be completely destroyed.
 950  *
 951  * We leave the inode in the inode hash table until *after* the filesystem's
 952  * ->delete_inode completes.  This ensures that an iget (such as nfsd might
 953  * instigate) will always find up-to-date information either in the hash or on
 954  * disk.
 955  *
 956  * I_FREEING is set so that no-one will take a new reference to the inode while
 957  * it is being deleted.
 958  */
 959 void generic_delete_inode(struct inode *inode)
 960 {
 961         struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
 962
 963         list_del_init(&inode->i_list);
 964         inode->i_state|=I_FREEING;
 965         inodes_stat.nr_inodes--;
 966         spin_unlock(&inode_lock);
 967
 968         if (inode->i_data.nrpages)
 969                 truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 970
 971         security_inode_delete(inode);
 972
 973         if (op->delete_inode) {
 974                 void (*delete)(struct inode *) = op->delete_inode;
 975                 if (!is_bad_inode(inode))
 976                         DQUOT_INIT(inode);
 977                 /* s_op->delete_inode internally recalls clear_inode() */
 978                 delete(inode);
 979         } else
 980                 clear_inode(inode);
 981         spin_lock(&inode_lock);
 982         hlist_del_init(&inode->i_hash);
 983         spin_unlock(&inode_lock);
 984         wake_up_inode(inode);
 985         if (inode->i_state != I_CLEAR)
 986                 BUG();
 987         destroy_inode(inode);
 988 }
 989 EXPORT_SYMBOL(generic_delete_inode);
 990
 991 static void generic_forget_inode(struct inode *inode)
 992 {
 993         struct super_block *sb = inode->i_sb;
 994
 995         if (!hlist_unhashed(&inode->i_hash)) {
 996                 if (!(inode->i_state & (I_DIRTY|I_LOCK))) {
 997                         list_del(&inode->i_list);
 998                         list_add(&inode->i_list, &inode_unused);
 999                 }
1000                 inodes_stat.nr_unused++;
1001                 spin_unlock(&inode_lock);
1002                 if (!sb || (sb->s_flags & MS_ACTIVE))
1003                         return;
1004                 write_inode_now(inode, 1);
1005                 spin_lock(&inode_lock);
1006                 inodes_stat.nr_unused--;
1007                 hlist_del_init(&inode->i_hash);
1008         }
1009         list_del_init(&inode->i_list);
1010         inode->i_state|=I_FREEING;
1011         inodes_stat.nr_inodes--;
1012         spin_unlock(&inode_lock);
1013         if (inode->i_data.nrpages)
1014                 truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
1015         clear_inode(inode);
1016         destroy_inode(inode);
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Normal UNIX filesystem behaviour: delete the
1021  * inode when the usage count drops to zero, and
1022  * i_nlink is zero.
1023  */
1024 static void generic_drop_inode(struct inode *inode)
1025 {
1026         if (!inode->i_nlink)
1027                 generic_delete_inode(inode);
1028         else
1029                 generic_forget_inode(inode);
1030 }
1031
1032 /*
1033  * Called when we're dropping the last reference
1034  * to an inode.
1035  *
1036  * Call the FS "drop()" function, defaulting to
1037  * the legacy UNIX filesystem behaviour..
1038  *
1039  * NOTE! NOTE! NOTE! We're called with the inode lock
1040  * held, and the drop function is supposed to release
1041  * the lock!
1042  */
1043 static inline void iput_final(struct inode *inode)
1044 {
1045         struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
1046         void (*drop)(struct inode *) = generic_drop_inode;
1047
1048         if (op && op->drop_inode)
1049                 drop = op->drop_inode;
1050         drop(inode);
1051 }
1052
1053 /**
1054  *      iput    - put an inode
1055  *      @inode: inode to put
1056  *
1057  *      Puts an inode, dropping its usage count. If the inode use count hits
1058  *      zero the inode is also then freed and may be destroyed.
1059  */
1060
1061 void iput(struct inode *inode)
1062 {
1063         if (inode) {
1064                 struct super_operations *op = inode->i_sb->s_op;
1065
1066                 if (inode->i_state == I_CLEAR)
1067                         BUG();
1068
1069                 if (op && op->put_inode)
1070                         op->put_inode(inode);
1071
1072                 if (atomic_dec_and_lock(&inode->i_count, &inode_lock))
1073                         iput_final(inode);
1074         }
1075 }
1076
1077 /**
1078  *      bmap    - find a block number in a file
1079  *      @inode: inode of file
1080  *      @block: block to find
1081  *
1082  *      Returns the block number on the device holding the inode that
1083  *      is the disk block number for the block of the file requested.
1084  *      That is, asked for block 4 of inode 1 the function will return the
1085  *      disk block relative to the disk start that holds that block of the
1086  *      file.
1087  */
1088
1089 sector_t bmap(struct inode * inode, sector_t block)
1090 {
1091         sector_t res = 0;
1092         if (inode->i_mapping->a_ops->bmap)
1093                 res = inode->i_mapping->a_ops->bmap(inode->i_mapping, block);
1094         return res;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * Return true if the filesystem which backs this inode considers the two
1099  * passed timespecs to be sufficiently different to warrant flushing the
1100  * altered time out to disk.
1101  */
1102 static int inode_times_differ(struct inode *inode,
1103                         struct timespec *old, struct timespec *new)
1104 {
1105         if (IS_ONE_SECOND(inode))
1106                 return old->tv_sec != new->tv_sec;
1107         return !timespec_equal(old, new);
1108 }
1109
1110 /**
1111  *      update_atime    -       update the access time
1112  *      @inode: inode accessed
1113  *
1114  *      Update the accessed time on an inode and mark it for writeback.
1115  *      This function automatically handles read only file systems and media,
1116  *      as well as the "noatime" flag and inode specific "noatime" markers.
1117  */
1118
1119 void update_atime(struct inode *inode)
1120 {
1121         struct timespec now;
1122
1123         if (IS_NOATIME(inode))
1124                 return;
1125         if (IS_NODIRATIME(inode) && S_ISDIR(inode->i_mode))
1126                 return;
1127         if (IS_RDONLY(inode))
1128                 return;
1129
1130         now = current_kernel_time();
1131         if (inode_times_differ(inode, &inode->i_atime, &now)) {
1132                 inode->i_atime = now;
1133                 mark_inode_dirty_sync(inode);
1134         } else {
1135                 if (!timespec_equal(&inode->i_atime, &now))
1136                         inode->i_atime = now;
1137         }
1138 }
1139
1140 /**
1141  *      inode_update_time       -       update mtime and ctime time
1142  *      @inode: inode accessed
1143  *      @ctime_too: update ctime too
1144  *
1145  *      Update the mtime time on an inode and mark it for writeback.
1146  *      When ctime_too is specified update the ctime too.
1147  */
1148
1149 void inode_update_time(struct inode *inode, int ctime_too)
1150 {
1151         struct timespec now = current_kernel_time();
1152         int sync_it = 0;
1153
1154         if (inode_times_differ(inode, &inode->i_mtime, &now))
1155                 sync_it = 1;
1156         inode->i_mtime = now;
1157
1158         if (ctime_too) {
1159                 if (inode_times_differ(inode, &inode->i_ctime, &now))
1160                         sync_it = 1;
1161                 inode->i_ctime = now;
1162         }
1163         if (sync_it)
1164                 mark_inode_dirty_sync(inode);
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL(inode_update_time);
1167
1168 int inode_needs_sync(struct inode *inode)
1169 {
1170         if (IS_SYNC(inode))
1171                 return 1;
1172         if (S_ISDIR(inode->i_mode) && IS_DIRSYNC(inode))
1173                 return 1;
1174         return 0;
1175 }
1176 EXPORT_SYMBOL(inode_needs_sync);
1177
1178 /*
1179  *      Quota functions that want to walk the inode lists..
1180  */
1181 #ifdef CONFIG_QUOTA
1182
1183 /* Functions back in dquot.c */
1184 void put_dquot_list(struct list_head *);
1185 int remove_inode_dquot_ref(struct inode *, int, struct list_head *);
1186
1187 void remove_dquot_ref(struct super_block *sb, int type)
1188 {
1189         struct inode *inode;
1190         struct list_head *act_head;
1191         LIST_HEAD(tofree_head);
1192
1193         if (!sb->dq_op)
1194                 return; /* nothing to do */
1195         spin_lock(&inode_lock); /* This lock is for inodes code */
1196         /* We don't have to lock against quota code - test IS_QUOTAINIT is just for speedup... */
1197
1198         list_for_each(act_head, &inode_in_use) {
1199                 inode = list_entry(act_head, struct inode, i_list);
1200                 if (inode->i_sb == sb && IS_QUOTAINIT(inode))
1201                         remove_inode_dquot_ref(inode, type, &tofree_head);
1202         }
1203         list_for_each(act_head, &inode_unused) {
1204                 inode = list_entry(act_head, struct inode, i_list);
1205                 if (inode->i_sb == sb && IS_QUOTAINIT(inode))
1206                         remove_inode_dquot_ref(inode, type, &tofree_head);
1207         }
1208         list_for_each(act_head, &sb->s_dirty) {
1209                 inode = list_entry(act_head, struct inode, i_list);
1210                 if (IS_QUOTAINIT(inode))
1211                         remove_inode_dquot_ref(inode, type, &tofree_head);
1212         }
1213         list_for_each(act_head, &sb->s_io) {
1214                 inode = list_entry(act_head, struct inode, i_list);
1215                 if (IS_QUOTAINIT(inode))
1216                         remove_inode_dquot_ref(inode, type, &tofree_head);
1217         }
1218         spin_unlock(&inode_lock);
1219
1220         put_dquot_list(&tofree_head);
1221 }
1222
1223 #endif
1224
1225 /*
1226  * Hashed waitqueues for wait_on_inode().  The table is pretty small - the
1227  * kernel doesn't lock many inodes at the same time.
1228  */
1229 #define I_WAIT_TABLE_ORDER      3
1230 static struct i_wait_queue_head {
1231         wait_queue_head_t wqh;
1232 } ____cacheline_aligned_in_smp i_wait_queue_heads[1<<I_WAIT_TABLE_ORDER];
1233
1234 /*
1235  * Return the address of the waitqueue_head to be used for this inode
1236  */
1237 static wait_queue_head_t *i_waitq_head(struct inode *inode)
1238 {
1239         return &i_wait_queue_heads[hash_ptr(inode, I_WAIT_TABLE_ORDER)].wqh;
1240 }
1241
1242 void __wait_on_inode(struct inode *inode)
1243 {
1244         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1245         wait_queue_head_t *wq = i_waitq_head(inode);
1246
1247         add_wait_queue(wq, &wait);
1248 repeat:
1249         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1250         if (inode->i_state & I_LOCK) {
1251                 schedule();
1252                 goto repeat;
1253         }
1254         remove_wait_queue(wq, &wait);
1255         __set_current_state(TASK_RUNNING);
1256 }
1257
1258 /*
1259  * If we try to find an inode in the inode hash while it is being deleted, we
1260  * have to wait until the filesystem completes its deletion before reporting
1261  * that it isn't found.  This is because iget will immediately call
1262  * ->read_inode, and we want to be sure that evidence of the deletion is found
1263  * by ->read_inode.
1264  *
1265  * This call might return early if an inode which shares the waitq is woken up.
1266  * This is most easily handled by the caller which will loop around again
1267  * looking for the inode.
1268  *
1269  * This is called with inode_lock held.
1270  */
1271 static void __wait_on_freeing_inode(struct inode *inode)
1272 {
1273         DECLARE_WAITQUEUE(wait, current);
1274         wait_queue_head_t *wq = i_waitq_head(inode);
1275
1276         add_wait_queue(wq, &wait);
1277         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1278         spin_unlock(&inode_lock);
1279         schedule();
1280         remove_wait_queue(wq, &wait);
1281         spin_lock(&inode_lock);
1282 }
1283
1284 void wake_up_inode(struct inode *inode)
1285 {
1286         wait_queue_head_t *wq = i_waitq_head(inode);
1287
1288         /*
1289          * Prevent speculative execution through spin_unlock(&inode_lock);
1290          */
1291         smp_mb();
1292         if (waitqueue_active(wq))
1293                 wake_up_all(wq);
1294 }
1295
1296 /*
1297  * Initialize the waitqueues and inode hash table.
1298  */
1299 void __init inode_init(unsigned long mempages)
1300 {
1301         struct hlist_head *head;
1302         unsigned long order;
1303         unsigned int nr_hash;
1304         int i;
1305
1306         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(i_wait_queue_heads); i++)
1307                 init_waitqueue_head(&i_wait_queue_heads[i].wqh);
1308
1309         mempages >>= (14 - PAGE_SHIFT);
1310         mempages *= sizeof(struct hlist_head);
1311         for (order = 0; ((1UL << order) << PAGE_SHIFT) < mempages; order++)
1312                 ;
1313
1314         do {
1315                 unsigned long tmp;
1316
1317                 nr_hash = (1UL << order) * PAGE_SIZE /
1318                         sizeof(struct hlist_head);
1319                 i_hash_mask = (nr_hash - 1);
1320
1321                 tmp = nr_hash;
1322                 i_hash_shift = 0;
1323                 while ((tmp >>= 1UL) != 0UL)
1324                         i_hash_shift++;
1325
1326                 inode_hashtable = (struct hlist_head *)
1327                         __get_free_pages(GFP_ATOMIC, order);
1328         } while (inode_hashtable == NULL && --order >= 0);
1329
1330         printk("Inode-cache hash table entries: %d (order: %ld, %ld bytes)\n",
1331                         nr_hash, order, (PAGE_SIZE << order));
1332
1333         if (!inode_hashtable)
1334                 panic("Failed to allocate inode hash table\n");
1335
1336         head = inode_hashtable;
1337         i = nr_hash;
1338         do {
1339                 INIT_HLIST_HEAD(head);
1340                 head++;
1341                 i--;
1342         } while (i);
1343
1344         /* inode slab cache */
1345         inode_cachep = kmem_cache_create("inode_cache", sizeof(struct inode),
1346                                          0, SLAB_HWCACHE_ALIGN, init_once,
1347                                          NULL);
1348         if (!inode_cachep)
1349                 panic("cannot create inode slab cache");
1350
1351         set_shrinker(DEFAULT_SEEKS, shrink_icache_memory);
1352 }
1353
1354 void init_special_inode(struct inode *inode, umode_t mode, dev_t rdev)
1355 {
1356         inode->i_mode = mode;
1357         if (S_ISCHR(mode)) {
1358                 inode->i_fop = &def_chr_fops;
1359                 inode->i_rdev = to_kdev_t(rdev);
1360         } else if (S_ISBLK(mode)) {
1361                 inode->i_fop = &def_blk_fops;
1362                 inode->i_rdev = to_kdev_t(rdev);
1363         } else if (S_ISFIFO(mode))
1364                 inode->i_fop = &def_fifo_fops;
1365         else if (S_ISSOCK(mode))
1366                 inode->i_fop = &bad_sock_fops;
1367         else
1368                 printk(KERN_DEBUG "init_special_inode: bogus i_mode (%o)\n",
1369                        mode);
1370 }