Quelle  mmp.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
#include <linux/fs.h>
#include <linux/random.h>
#include <linux/buffer_head.h>
#include <linux/utsname.h>
#include <linux/kthread.h>

#include "ext4.h"

/* Checksumming functions */
static __le32 ext4_mmp_csum(struct super_block *sb, struct mmp_struct *mmp)
{
 struct ext4_sb_info *sbi = EXT4_SB(sb);
 int offset = offsetof(struct mmp_struct, mmp_checksum);
 __u32 csum;

 csum = ext4_chksum(sbi->s_csum_seed, (char *)mmp, offset);

 return cpu_to_le32(csum);
}

static int ext4_mmp_csum_verify(struct super_block *sb, struct mmp_struct *mmp)
{
 if (!ext4_has_feature_metadata_csum(sb))
  return 1;

 return mmp->mmp_checksum == ext4_mmp_csum(sb, mmp);
}

static void ext4_mmp_csum_set(struct super_block *sb, struct mmp_struct *mmp)
{
 if (!ext4_has_feature_metadata_csum(sb))
  return;

 mmp->mmp_checksum = ext4_mmp_csum(sb, mmp);
}

/*
 * Write the MMP block using REQ_SYNC to try to get the block on-disk
 * faster.
 */
static int write_mmp_block_thawed(struct super_block *sb,
      struct buffer_head *bh)
{
 struct mmp_struct *mmp = (struct mmp_struct *)(bh->b_data);

 ext4_mmp_csum_set(sb, mmp);
 lock_buffer(bh);
 bh->b_end_io = end_buffer_write_sync;
 get_bh(bh);
 submit_bh(REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_META | REQ_PRIO, bh);
 wait_on_buffer(bh);
 if (unlikely(!buffer_uptodate(bh)))
  return -EIO;
 return 0;
}

static int write_mmp_block(struct super_block *sb, struct buffer_head *bh)
{
 int err;

 /*
 * We protect against freezing so that we don't create dirty buffers
 * on frozen filesystem.
 */
 sb_start_write(sb);
 err = write_mmp_block_thawed(sb, bh);
 sb_end_write(sb);
 return err;
}

/*
 * Read the MMP block. It _must_ be read from disk and hence we clear the
 * uptodate flag on the buffer.
 */
static int read_mmp_block(struct super_block *sb, struct buffer_head **bh,
     ext4_fsblk_t mmp_block)
{
 struct mmp_struct *mmp;
 int ret;

 if (*bh)
  clear_buffer_uptodate(*bh);

 /* This would be sb_bread(sb, mmp_block), except we need to be sure
 * that the MD RAID device cache has been bypassed, and that the read
 * is not blocked in the elevator. */
 if (!*bh) {
  *bh = sb_getblk(sb, mmp_block);
  if (!*bh) {
   ret = -ENOMEM;
   goto warn_exit;
  }
 }

 lock_buffer(*bh);
 ret = ext4_read_bh(*bh, REQ_META | REQ_PRIO, NULL, false);
 if (ret)
  goto warn_exit;

 mmp = (struct mmp_struct *)((*bh)->b_data);
 if (le32_to_cpu(mmp->mmp_magic) != EXT4_MMP_MAGIC) {
  ret = -EFSCORRUPTED;
  goto warn_exit;
 }
 if (!ext4_mmp_csum_verify(sb, mmp)) {
  ret = -EFSBADCRC;
  goto warn_exit;
 }
 return 0;
warn_exit:
 brelse(*bh);
 *bh = NULL;
 ext4_warning(sb, "Error %d while reading MMP block %llu",
       ret, mmp_block);
 return ret;
}

/*
 * Dump as much information as possible to help the admin.
 */
void __dump_mmp_msg(struct super_block *sb, struct mmp_struct *mmp,
      const char *function, unsigned int line, const char *msg)
{
 __ext4_warning(sb, function, line, "%s", msg);
 __ext4_warning(sb, function, line,
         "MMP failure info: last update time: %llu, last update node: %.*s, last update device: %.*s",
         (unsigned long long)le64_to_cpu(mmp->mmp_time),
         (int)sizeof(mmp->mmp_nodename), mmp->mmp_nodename,
         (int)sizeof(mmp->mmp_bdevname), mmp->mmp_bdevname);
}

/*
 * kmmpd will update the MMP sequence every s_mmp_update_interval seconds
 */
static int kmmpd(void *data)
{
 struct super_block *sb = data;
 struct ext4_super_block *es = EXT4_SB(sb)->s_es;
 struct buffer_head *bh = EXT4_SB(sb)->s_mmp_bh;
 struct mmp_struct *mmp;
 ext4_fsblk_t mmp_block;
 u32 seq = 0;
 unsigned long failed_writes = 0;
 int mmp_update_interval = le16_to_cpu(es->s_mmp_update_interval);
 unsigned mmp_check_interval;
 unsigned long last_update_time;
 unsigned long diff;
 int retval = 0;

 mmp_block = le64_to_cpu(es->s_mmp_block);
 mmp = (struct mmp_struct *)(bh->b_data);
 mmp->mmp_time = cpu_to_le64(ktime_get_real_seconds());
 /*
 * Start with the higher mmp_check_interval and reduce it if
 * the MMP block is being updated on time.
 */
 mmp_check_interval = max(EXT4_MMP_CHECK_MULT * mmp_update_interval,
     EXT4_MMP_MIN_CHECK_INTERVAL);
 mmp->mmp_check_interval = cpu_to_le16(mmp_check_interval);

 memcpy(mmp->mmp_nodename, init_utsname()->nodename,
        sizeof(mmp->mmp_nodename));

 while (!kthread_should_stop() && !ext4_emergency_state(sb)) {
  if (!ext4_has_feature_mmp(sb)) {
   ext4_warning(sb, "kmmpd being stopped since MMP feature"
         " has been disabled.");
   goto wait_to_exit;
  }
  if (++seq > EXT4_MMP_SEQ_MAX)
   seq = 1;

  mmp->mmp_seq = cpu_to_le32(seq);
  mmp->mmp_time = cpu_to_le64(ktime_get_real_seconds());
  last_update_time = jiffies;

  retval = write_mmp_block(sb, bh);
  /*
 * Don't spew too many error messages. Print one every
 * (s_mmp_update_interval * 60) seconds.
 */
  if (retval) {
   if ((failed_writes % 60) == 0) {
    ext4_error_err(sb, -retval,
            "Error writing to MMP block");
   }
   failed_writes++;
  }

  diff = jiffies - last_update_time;
  if (diff < mmp_update_interval * HZ)
   schedule_timeout_interruptible(mmp_update_interval *
             HZ - diff);

  /*
 * We need to make sure that more than mmp_check_interval
 * seconds have not passed since writing. If that has happened
 * we need to check if the MMP block is as we left it.
 */
  diff = jiffies - last_update_time;
  if (diff > mmp_check_interval * HZ) {
   struct buffer_head *bh_check = NULL;
   struct mmp_struct *mmp_check;

   retval = read_mmp_block(sb, &bh_check, mmp_block);
   if (retval) {
    ext4_error_err(sb, -retval,
            "error reading MMP data: %d",
            retval);
    goto wait_to_exit;
   }

   mmp_check = (struct mmp_struct *)(bh_check->b_data);
   if (mmp->mmp_seq != mmp_check->mmp_seq ||
       memcmp(mmp->mmp_nodename, mmp_check->mmp_nodename,
       sizeof(mmp->mmp_nodename))) {
    dump_mmp_msg(sb, mmp_check,
          "Error while updating MMP info. "
          "The filesystem seems to have been"
          " multiply mounted.");
    ext4_error_err(sb, EBUSY, "abort");
    put_bh(bh_check);
    retval = -EBUSY;
    goto wait_to_exit;
   }
   put_bh(bh_check);
  }

   /*
 * Adjust the mmp_check_interval depending on how much time
 * it took for the MMP block to be written.
 */
  mmp_check_interval = max(min(EXT4_MMP_CHECK_MULT * diff / HZ,
          EXT4_MMP_MAX_CHECK_INTERVAL),
      EXT4_MMP_MIN_CHECK_INTERVAL);
  mmp->mmp_check_interval = cpu_to_le16(mmp_check_interval);
 }

 /*
 * Unmount seems to be clean.
 */
 mmp->mmp_seq = cpu_to_le32(EXT4_MMP_SEQ_CLEAN);
 mmp->mmp_time = cpu_to_le64(ktime_get_real_seconds());

 retval = write_mmp_block(sb, bh);

wait_to_exit:
 while (!kthread_should_stop()) {
  set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE);
  if (!kthread_should_stop())
   schedule();
 }
 set_current_state(TASK_RUNNING);
 return retval;
}

void ext4_stop_mmpd(struct ext4_sb_info *sbi)
{
 if (sbi->s_mmp_tsk) {
  kthread_stop(sbi->s_mmp_tsk);
  brelse(sbi->s_mmp_bh);
  sbi->s_mmp_tsk = NULL;
 }
}

/*
 * Get a random new sequence number but make sure it is not greater than
 * EXT4_MMP_SEQ_MAX.
 */
static unsigned int mmp_new_seq(void)
{
 return get_random_u32_below(EXT4_MMP_SEQ_MAX + 1);
}

/*
 * Protect the filesystem from being mounted more than once.
 */
int ext4_multi_mount_protect(struct super_block *sb,
        ext4_fsblk_t mmp_block)
{
 struct ext4_super_block *es = EXT4_SB(sb)->s_es;
 struct buffer_head *bh = NULL;
 struct mmp_struct *mmp = NULL;
 u32 seq;
 unsigned int mmp_check_interval = le16_to_cpu(es->s_mmp_update_interval);
 unsigned int wait_time = 0;
 int retval;

 if (mmp_block < le32_to_cpu(es->s_first_data_block) ||
     mmp_block >= ext4_blocks_count(es)) {
  ext4_warning(sb, "Invalid MMP block in superblock");
  retval = -EINVAL;
  goto failed;
 }

 retval = read_mmp_block(sb, &bh, mmp_block);
 if (retval)
  goto failed;

 mmp = (struct mmp_struct *)(bh->b_data);

 if (mmp_check_interval < EXT4_MMP_MIN_CHECK_INTERVAL)
  mmp_check_interval = EXT4_MMP_MIN_CHECK_INTERVAL;

 /*
 * If check_interval in MMP block is larger, use that instead of
 * update_interval from the superblock.
 */
 if (le16_to_cpu(mmp->mmp_check_interval) > mmp_check_interval)
  mmp_check_interval = le16_to_cpu(mmp->mmp_check_interval);

 seq = le32_to_cpu(mmp->mmp_seq);
 if (seq == EXT4_MMP_SEQ_CLEAN)
  goto skip;

 if (seq == EXT4_MMP_SEQ_FSCK) {
  dump_mmp_msg(sb, mmp, "fsck is running on the filesystem");
  retval = -EBUSY;
  goto failed;
 }

 wait_time = min(mmp_check_interval * 2 + 1,
   mmp_check_interval + 60);

 /* Print MMP interval if more than 20 secs. */
 if (wait_time > EXT4_MMP_MIN_CHECK_INTERVAL * 4)
  ext4_warning(sb, "MMP interval %u higher than expected, please"
        " wait.\n", wait_time * 2);

 if (schedule_timeout_interruptible(HZ * wait_time) != 0) {
  ext4_warning(sb, "MMP startup interrupted, failing mount\n");
  retval = -ETIMEDOUT;
  goto failed;
 }

 retval = read_mmp_block(sb, &bh, mmp_block);
 if (retval)
  goto failed;
 mmp = (struct mmp_struct *)(bh->b_data);
 if (seq != le32_to_cpu(mmp->mmp_seq)) {
  dump_mmp_msg(sb, mmp,
        "Device is already active on another node.");
  retval = -EBUSY;
  goto failed;
 }

skip:
 /*
 * write a new random sequence number.
 */
 seq = mmp_new_seq();
 mmp->mmp_seq = cpu_to_le32(seq);

 /*
 * On mount / remount we are protected against fs freezing (by s_umount
 * semaphore) and grabbing freeze protection upsets lockdep
 */
 retval = write_mmp_block_thawed(sb, bh);
 if (retval)
  goto failed;

 /*
 * wait for MMP interval and check mmp_seq.
 */
 if (schedule_timeout_interruptible(HZ * wait_time) != 0) {
  ext4_warning(sb, "MMP startup interrupted, failing mount");
  retval = -ETIMEDOUT;
  goto failed;
 }

 retval = read_mmp_block(sb, &bh, mmp_block);
 if (retval)
  goto failed;
 mmp = (struct mmp_struct *)(bh->b_data);
 if (seq != le32_to_cpu(mmp->mmp_seq)) {
  dump_mmp_msg(sb, mmp,
        "Device is already active on another node.");
  retval = -EBUSY;
  goto failed;
 }

 EXT4_SB(sb)->s_mmp_bh = bh;

 BUILD_BUG_ON(sizeof(mmp->mmp_bdevname) < BDEVNAME_SIZE);
 snprintf(mmp->mmp_bdevname, sizeof(mmp->mmp_bdevname),
   "%pg", bh->b_bdev);

 /*
 * Start a kernel thread to update the MMP block periodically.
 */
 EXT4_SB(sb)->s_mmp_tsk = kthread_run(kmmpd, sb, "kmmpd-%.*s",
          (int)sizeof(mmp->mmp_bdevname),
          mmp->mmp_bdevname);
 if (IS_ERR(EXT4_SB(sb)->s_mmp_tsk)) {
  EXT4_SB(sb)->s_mmp_tsk = NULL;
  ext4_warning(sb, "Unable to create kmmpd thread for %s.",
        sb->s_id);
  retval = -ENOMEM;
  goto failed;
 }

 return 0;

failed:
 brelse(bh);
 return retval;
}