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 mark->refcnt tells how many "things" in the kernel currently are
  24  * referencing this object.  The object typically will live inside the kernel
  25  * with a refcnt of 2, one for each list it is on (i_list, g_list).  Any task
  26  * which can find this object holding the appropriete locks, can take a reference
  27  * and the object itself is guaranteed to survive until the reference is dropped.
  28  *
  29  * LOCKING:
  30  * There are 3 spinlocks involved with fsnotify inode marks and they MUST
  31  * be taken in order as follows:
  32  *
  33  * mark->lock
  34  * group->mark_lock
  35  * inode->i_lock
  36  *
  37  * mark->lock protects 2 things, mark->group and mark->inode.  You must hold
  38  * that lock to dereference either of these things (they could be NULL even with
  39  * the lock)
  40  *
  41  * group->mark_lock protects the marks_list anchored inside a given group
  42  * and each mark is hooked via the g_list.  It also sorta protects the
  43  * free_g_list, which when used is anchored by a private list on the stack of the
  44  * task which held the group->mark_lock.
  45  *
  46  * inode->i_lock protects the i_fsnotify_marks list anchored inside a
  47  * given inode and each mark is hooked via the i_list. (and sorta the
  48  * free_i_list)
  49  *
  50  *
  51  * LIFETIME:
  52  * Inode marks survive between when they are added to an inode and when their
  53  * refcnt==0.
  54  *
  55  * The inode mark can be cleared for a number of different reasons including:
  56  * - The inode is unlinked for the last time.  (fsnotify_inode_remove)
  57  * - The inode is being evicted from cache. (fsnotify_inode_delete)
  58  * - The fs the inode is on is unmounted.  (fsnotify_inode_delete/fsnotify_unmount_inodes)
  59  * - Something explicitly requests that it be removed.  (fsnotify_destroy_mark)
  60  * - The fsnotify_group associated with the mark is going away and all such marks
  61  *   need to be cleaned up. (fsnotify_clear_marks_by_group)
  62  *
  63  * Worst case we are given an inode and need to clean up all the marks on that
  64  * inode.  We take i_lock and walk the i_fsnotify_marks safely.  For each
  65  * mark on the list we take a reference (so the mark can't disappear under us).
  66  * We remove that mark form the inode's list of marks and we add this mark to a
  67  * private list anchored on the stack using i_free_list;  At this point we no
  68  * longer fear anything finding the mark using the inode's list of marks.
  69  *
  70  * We can safely and locklessly run the private list on the stack of everything
  71  * we just unattached from the original inode.  For each mark on the private list
  72  * we grab the mark-> and can thus dereference mark->group and mark->inode.  If
  73  * we see the group and inode are not NULL we take those locks.  Now holding all
  74  * 3 locks we can completely remove the mark from other tasks finding it in the
  75  * future.  Remember, 10 things might already be referencing this mark, but they
  76  * better be holding a ref.  We drop our reference we took before we unhooked it
  77  * from the inode.  When the ref hits 0 we can free the mark.
  78  *
  79  * Very similarly for freeing by group, except we use free_g_list.
  80  *
  81  * This has the very interesting property of being able to run concurrently with
  82  * any (or all) other directions.
  83  */
  84
  85 #include <linux/fs.h>
  86 #include <linux/init.h>
  87 #include <linux/kernel.h>
  88 #include <linux/kthread.h>
  89 #include <linux/module.h>
  90 #include <linux/mutex.h>
  91 #include <linux/slab.h>
  92 #include <linux/spinlock.h>
  93 #include <linux/srcu.h>
  94
  95 #include <linux/atomic.h>
  96
  97 #include <linux/fsnotify_backend.h>
  98 #include "fsnotify.h"
  99
 100 struct srcu_struct fsnotify_mark_srcu;
 101 static DEFINE_SPINLOCK(destroy_lock);
 102 static LIST_HEAD(destroy_list);
 103 static DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD(destroy_waitq);
 104
 105 /*
 106  * Any time a mark is getting freed we end up here.
 107  * The caller had better be holding a reference to this mark so we don't actually
 108  * do the final put under the mark->lock
 109  */
 110 void fsnotify_destroy_mark(struct fsnotify_mark *mark)
 111 {
 112         struct fsnotify_group *group;
 113         struct inode *inode = NULL;
 114
 115         spin_lock(&mark->lock);
 116
 117         group = mark->group;
 118
 119         /* something else already called this function on this mark */
 120         if (!(mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE)) {
 121                 spin_unlock(&mark->lock);
 122                 return;
 123         }
 124
 125         mark->flags &= ~FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE;
 126
 127         /* 1 from caller and 1 for being on i_list/g_list */
 128         BUG_ON(atomic_read(&mark->refcnt) < 2);
 129
 130         spin_lock(&group->mark_lock);
 131
 132         if (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_INODE) {
 133                 inode = mark->i.inode;
 134                 fsnotify_destroy_inode_mark(mark);
 135         } else if (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_VFSMOUNT)
 136                 fsnotify_destroy_vfsmount_mark(mark);
 137         else
 138                 BUG();
 139
 140         list_del_init(&mark->g_list);
 141
 142         spin_unlock(&group->mark_lock);
 143         spin_unlock(&mark->lock);
 144
 145         spin_lock(&destroy_lock);
 146         list_add(&mark->destroy_list, &destroy_list);
 147         spin_unlock(&destroy_lock);
 148         wake_up(&destroy_waitq);
 149
 150         /*
 151          * Some groups like to know that marks are being freed.  This is a
 152          * callback to the group function to let it know that this mark
 153          * is being freed.
 154          */
 155         if (group->ops->freeing_mark)
 156                 group->ops->freeing_mark(mark, group);
 157
 158         /*
 159          * __fsnotify_update_child_dentry_flags(inode);
 160          *
 161          * I really want to call that, but we can't, we have no idea if the inode
 162          * still exists the second we drop the mark->lock.
 163          *
 164          * The next time an event arrive to this inode from one of it's children
 165          * __fsnotify_parent will see that the inode doesn't care about it's
 166          * children and will update all of these flags then.  So really this
 167          * is just a lazy update (and could be a perf win...)
 168          */
 169
 170         if (inode && (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_OBJECT_PINNED))
 171                 iput(inode);
 172
 173         /*
 174          * it's possible that this group tried to destroy itself, but this
 175          * this mark was simultaneously being freed by inode.  If that's the
 176          * case, we finish freeing the group here.
 177          */
 178         if (unlikely(atomic_dec_and_test(&group->num_marks)))
 179                 fsnotify_final_destroy_group(group);
 180 }
 181
 182 void fsnotify_set_mark_mask_locked(struct fsnotify_mark *mark, __u32 mask)
 183 {
 184         assert_spin_locked(&mark->lock);
 185
 186         mark->mask = mask;
 187
 188         if (mark->flags & FSNOTIFY_MARK_FLAG_INODE)
 189                 fsnotify_set_inode_mark_mask_locked(mark, mask);
 190 }
 191
 192 void fsnotify_set_mark_ignored_mask_locked(struct fsnotify_mark *mark, __u32 mask)
 193 {
 194         assert_spin_locked(&mark->lock);
 195
 196         mark->ignored_mask = mask;
 197 }
 198
 199 /*
 200  * Attach an initialized mark to a given group and fs object.
 201  * These marks may be used for the fsnotify backend to determine which
 202  * event types should be delivered to which group.
 203  */
 204 int fsnotify_add_mark(struct fsnotify_mark *mark,
 205                       struct fsnotify_group *group, struct inode *inode,
 206                       struct vfsmount *mnt, int allow_dups)
 207 {
 208         int ret;
 209
 210         BUG_ON(inode && mnt);
 211         BUG_ON(!inode && !mnt);
 212
 213         /*
 214          * LOCKING ORDER!!!!
 215          * mark->lock
 216          * group->mark_lock
 217          * inode->i_lock
 218          */
 219         spin_lock(&mark->lock);
 220         spin_lock(&group->mark_lock);
 221
 222         mark->flags |= FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE;
 223         mark->group = group;
 224         list_add(&mark->g_list, &group->marks_list);
 225         fsnotify_get_mark(mark); /* for i_list and g_list */
 226         atomic_inc(&group->num_marks);
 227
 228         ret = 0;
 229         if (inode)
 230                 ret = fsnotify_add_inode_mark(mark, group, inode, allow_dups);
 231         else if (mnt)
 232                 ret = fsnotify_add_vfsmount_mark(mark, group, mnt, allow_dups);
 233         else
 234                 BUG();
 235         if (ret)
 236                 goto err;
 237
 238         spin_unlock(&group->mark_lock);
 239
 240         /* this will pin the object if appropriate */
 241         fsnotify_set_mark_mask_locked(mark, mark->mask);
 242
 243         spin_unlock(&mark->lock);
 244
 245         if (inode)
 246                 __fsnotify_update_child_dentry_flags(inode);
 247
 248         return 0;
 249 err:
 250         mark->flags &= ~FSNOTIFY_MARK_FLAG_ALIVE;
 251         list_del_init(&mark->g_list);
 252         mark->group = NULL;
 253         atomic_dec(&group->num_marks);
 254
 255         spin_unlock(&group->mark_lock);
 256         spin_unlock(&mark->lock);
 257
 258         spin_lock(&destroy_lock);
 259         list_add(&mark->destroy_list, &destroy_list);
 260         spin_unlock(&destroy_lock);
 261         wake_up(&destroy_waitq);
 262
 263         return ret;
 264 }
 265
 266 /*
 267  * clear any marks in a group in which mark->flags & flags is true
 268  */
 269 void fsnotify_clear_marks_by_group_flags(struct fsnotify_group *group,
 270                                          unsigned int flags)
 271 {
 272         struct fsnotify_mark *lmark, *mark;
 273         LIST_HEAD(free_list);
 274
 275         spin_lock(&group->mark_lock);
 276         list_for_each_entry_safe(mark, lmark, &group->marks_list, g_list) {
 277                 if (mark->flags & flags) {
 278                         list_add(&mark->free_g_list, &free_list);
 279                         list_del_init(&mark->g_list);
 280                         fsnotify_get_mark(mark);
 281                 }
 282         }
 283         spin_unlock(&group->mark_lock);
 284
 285         list_for_each_entry_safe(mark, lmark, &free_list, free_g_list) {
 286                 fsnotify_destroy_mark(mark);
 287                 fsnotify_put_mark(mark);
 288         }
 289 }
 290
 291 /*
 292  * Given a group, destroy all of the marks associated with that group.
 293  */
 294 void fsnotify_clear_marks_by_group(struct fsnotify_group *group)
 295 {
 296         fsnotify_clear_marks_by_group_flags(group, (unsigned int)-1);
 297 }
 298
 299 void fsnotify_duplicate_mark(struct fsnotify_mark *new, struct fsnotify_mark *old)
 300 {
 301         assert_spin_locked(&old->lock);
 302         new->i.inode = old->i.inode;
 303         new->m.mnt = old->m.mnt;
 304         new->group = old->group;
 305         new->mask = old->mask;
 306         new->free_mark = old->free_mark;
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Nothing fancy, just initialize lists and locks and counters.
 311  */
 312 void fsnotify_init_mark(struct fsnotify_mark *mark,
 313                         void (*free_mark)(struct fsnotify_mark *mark))
 314 {
 315         memset(mark, 0, sizeof(*mark));
 316         spin_lock_init(&mark->lock);
 317         atomic_set(&mark->refcnt, 1);
 318         mark->free_mark = free_mark;
 319 }
 320
 321 static int fsnotify_mark_destroy(void *ignored)
 322 {
 323         struct fsnotify_mark *mark, *next;
 324         LIST_HEAD(private_destroy_list);
 325
 326         for (;;) {
 327                 spin_lock(&destroy_lock);
 328                 /* exchange the list head */
 329                 list_replace_init(&destroy_list, &private_destroy_list);
 330                 spin_unlock(&destroy_lock);
 331
 332                 synchronize_srcu(&fsnotify_mark_srcu);
 333
 334                 /*
 335                  * at this point we cannot be found via the i_list or g_list so
 336                  * drop that reference.
 337                  */
 338                 list_for_each_entry_safe(mark, next, &private_destroy_list, destroy_list) {
 339                         list_del_init(&mark->destroy_list);
 340                         fsnotify_put_mark(mark);
 341                 }
 342
 343                 wait_event_interruptible(destroy_waitq, !list_empty(&destroy_list));
 344         }
 345
 346         return 0;
 347 }
 348
 349 static int __init fsnotify_mark_init(void)
 350 {
 351         struct task_struct *thread;
 352
 353         thread = kthread_run(fsnotify_mark_destroy, NULL,
 354                              "fsnotify_mark");
 355         if (IS_ERR(thread))
 356                 panic("unable to start fsnotify mark destruction thread.");
 357
 358         return 0;
 359 }
 360 device_initcall(fsnotify_mark_init);