Merge tag 'f2fs-for-5.11-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jaegeu...
[linux-2.6-microblaze.git] / include / linux / dcache.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef __LINUX_DCACHE_H
3 #define __LINUX_DCACHE_H
4
5 #include <linux/atomic.h>
6 #include <linux/list.h>
7 #include <linux/math.h>
8 #include <linux/rculist.h>
9 #include <linux/rculist_bl.h>
10 #include <linux/spinlock.h>
11 #include <linux/seqlock.h>
12 #include <linux/cache.h>
13 #include <linux/rcupdate.h>
14 #include <linux/lockref.h>
15 #include <linux/stringhash.h>
16 #include <linux/wait.h>
17
18 struct path;
19 struct vfsmount;
20
21 /*
22  * linux/include/linux/dcache.h
23  *
24  * Dirent cache data structures
25  *
26  * (C) Copyright 1997 Thomas Schoebel-Theuer,
27  * with heavy changes by Linus Torvalds
28  */
29
30 #define IS_ROOT(x) ((x) == (x)->d_parent)
31
32 /* The hash is always the low bits of hash_len */
33 #ifdef __LITTLE_ENDIAN
34  #define HASH_LEN_DECLARE u32 hash; u32 len
35  #define bytemask_from_count(cnt)       (~(~0ul << (cnt)*8))
36 #else
37  #define HASH_LEN_DECLARE u32 len; u32 hash
38  #define bytemask_from_count(cnt)       (~(~0ul >> (cnt)*8))
39 #endif
40
41 /*
42  * "quick string" -- eases parameter passing, but more importantly
43  * saves "metadata" about the string (ie length and the hash).
44  *
45  * hash comes first so it snuggles against d_parent in the
46  * dentry.
47  */
48 struct qstr {
49         union {
50                 struct {
51                         HASH_LEN_DECLARE;
52                 };
53                 u64 hash_len;
54         };
55         const unsigned char *name;
56 };
57
58 #define QSTR_INIT(n,l) { { { .len = l } }, .name = n }
59
60 extern const struct qstr empty_name;
61 extern const struct qstr slash_name;
62
63 struct dentry_stat_t {
64         long nr_dentry;
65         long nr_unused;
66         long age_limit;         /* age in seconds */
67         long want_pages;        /* pages requested by system */
68         long nr_negative;       /* # of unused negative dentries */
69         long dummy;             /* Reserved for future use */
70 };
71 extern struct dentry_stat_t dentry_stat;
72
73 /*
74  * Try to keep struct dentry aligned on 64 byte cachelines (this will
75  * give reasonable cacheline footprint with larger lines without the
76  * large memory footprint increase).
77  */
78 #ifdef CONFIG_64BIT
79 # define DNAME_INLINE_LEN 32 /* 192 bytes */
80 #else
81 # ifdef CONFIG_SMP
82 #  define DNAME_INLINE_LEN 36 /* 128 bytes */
83 # else
84 #  define DNAME_INLINE_LEN 40 /* 128 bytes */
85 # endif
86 #endif
87
88 #define d_lock  d_lockref.lock
89
90 struct dentry {
91         /* RCU lookup touched fields */
92         unsigned int d_flags;           /* protected by d_lock */
93         seqcount_spinlock_t d_seq;      /* per dentry seqlock */
94         struct hlist_bl_node d_hash;    /* lookup hash list */
95         struct dentry *d_parent;        /* parent directory */
96         struct qstr d_name;
97         struct inode *d_inode;          /* Where the name belongs to - NULL is
98                                          * negative */
99         unsigned char d_iname[DNAME_INLINE_LEN];        /* small names */
100
101         /* Ref lookup also touches following */
102         struct lockref d_lockref;       /* per-dentry lock and refcount */
103         const struct dentry_operations *d_op;
104         struct super_block *d_sb;       /* The root of the dentry tree */
105         unsigned long d_time;           /* used by d_revalidate */
106         void *d_fsdata;                 /* fs-specific data */
107
108         union {
109                 struct list_head d_lru;         /* LRU list */
110                 wait_queue_head_t *d_wait;      /* in-lookup ones only */
111         };
112         struct list_head d_child;       /* child of parent list */
113         struct list_head d_subdirs;     /* our children */
114         /*
115          * d_alias and d_rcu can share memory
116          */
117         union {
118                 struct hlist_node d_alias;      /* inode alias list */
119                 struct hlist_bl_node d_in_lookup_hash;  /* only for in-lookup ones */
120                 struct rcu_head d_rcu;
121         } d_u;
122 } __randomize_layout;
123
124 /*
125  * dentry->d_lock spinlock nesting subclasses:
126  *
127  * 0: normal
128  * 1: nested
129  */
130 enum dentry_d_lock_class
131 {
132         DENTRY_D_LOCK_NORMAL, /* implicitly used by plain spin_lock() APIs. */
133         DENTRY_D_LOCK_NESTED
134 };
135
136 struct dentry_operations {
137         int (*d_revalidate)(struct dentry *, unsigned int);
138         int (*d_weak_revalidate)(struct dentry *, unsigned int);
139         int (*d_hash)(const struct dentry *, struct qstr *);
140         int (*d_compare)(const struct dentry *,
141                         unsigned int, const char *, const struct qstr *);
142         int (*d_delete)(const struct dentry *);
143         int (*d_init)(struct dentry *);
144         void (*d_release)(struct dentry *);
145         void (*d_prune)(struct dentry *);
146         void (*d_iput)(struct dentry *, struct inode *);
147         char *(*d_dname)(struct dentry *, char *, int);
148         struct vfsmount *(*d_automount)(struct path *);
149         int (*d_manage)(const struct path *, bool);
150         struct dentry *(*d_real)(struct dentry *, const struct inode *);
151 } ____cacheline_aligned;
152
153 /*
154  * Locking rules for dentry_operations callbacks are to be found in
155  * Documentation/filesystems/locking.rst. Keep it updated!
156  *
157  * FUrther descriptions are found in Documentation/filesystems/vfs.rst.
158  * Keep it updated too!
159  */
160
161 /* d_flags entries */
162 #define DCACHE_OP_HASH                  0x00000001
163 #define DCACHE_OP_COMPARE               0x00000002
164 #define DCACHE_OP_REVALIDATE            0x00000004
165 #define DCACHE_OP_DELETE                0x00000008
166 #define DCACHE_OP_PRUNE                 0x00000010
167
168 #define DCACHE_DISCONNECTED             0x00000020
169      /* This dentry is possibly not currently connected to the dcache tree, in
170       * which case its parent will either be itself, or will have this flag as
171       * well.  nfsd will not use a dentry with this bit set, but will first
172       * endeavour to clear the bit either by discovering that it is connected,
173       * or by performing lookup operations.   Any filesystem which supports
174       * nfsd_operations MUST have a lookup function which, if it finds a
175       * directory inode with a DCACHE_DISCONNECTED dentry, will d_move that
176       * dentry into place and return that dentry rather than the passed one,
177       * typically using d_splice_alias. */
178
179 #define DCACHE_REFERENCED               0x00000040 /* Recently used, don't discard. */
180
181 #define DCACHE_DONTCACHE                0x00000080 /* Purge from memory on final dput() */
182
183 #define DCACHE_CANT_MOUNT               0x00000100
184 #define DCACHE_GENOCIDE                 0x00000200
185 #define DCACHE_SHRINK_LIST              0x00000400
186
187 #define DCACHE_OP_WEAK_REVALIDATE       0x00000800
188
189 #define DCACHE_NFSFS_RENAMED            0x00001000
190      /* this dentry has been "silly renamed" and has to be deleted on the last
191       * dput() */
192 #define DCACHE_COOKIE                   0x00002000 /* For use by dcookie subsystem */
193 #define DCACHE_FSNOTIFY_PARENT_WATCHED  0x00004000
194      /* Parent inode is watched by some fsnotify listener */
195
196 #define DCACHE_DENTRY_KILLED            0x00008000
197
198 #define DCACHE_MOUNTED                  0x00010000 /* is a mountpoint */
199 #define DCACHE_NEED_AUTOMOUNT           0x00020000 /* handle automount on this dir */
200 #define DCACHE_MANAGE_TRANSIT           0x00040000 /* manage transit from this dirent */
201 #define DCACHE_MANAGED_DENTRY \
202         (DCACHE_MOUNTED|DCACHE_NEED_AUTOMOUNT|DCACHE_MANAGE_TRANSIT)
203
204 #define DCACHE_LRU_LIST                 0x00080000
205
206 #define DCACHE_ENTRY_TYPE               0x00700000
207 #define DCACHE_MISS_TYPE                0x00000000 /* Negative dentry (maybe fallthru to nowhere) */
208 #define DCACHE_WHITEOUT_TYPE            0x00100000 /* Whiteout dentry (stop pathwalk) */
209 #define DCACHE_DIRECTORY_TYPE           0x00200000 /* Normal directory */
210 #define DCACHE_AUTODIR_TYPE             0x00300000 /* Lookupless directory (presumed automount) */
211 #define DCACHE_REGULAR_TYPE             0x00400000 /* Regular file type (or fallthru to such) */
212 #define DCACHE_SPECIAL_TYPE             0x00500000 /* Other file type (or fallthru to such) */
213 #define DCACHE_SYMLINK_TYPE             0x00600000 /* Symlink (or fallthru to such) */
214
215 #define DCACHE_MAY_FREE                 0x00800000
216 #define DCACHE_FALLTHRU                 0x01000000 /* Fall through to lower layer */
217 #define DCACHE_NOKEY_NAME               0x02000000 /* Encrypted name encoded without key */
218 #define DCACHE_OP_REAL                  0x04000000
219
220 #define DCACHE_PAR_LOOKUP               0x10000000 /* being looked up (with parent locked shared) */
221 #define DCACHE_DENTRY_CURSOR            0x20000000
222 #define DCACHE_NORCU                    0x40000000 /* No RCU delay for freeing */
223
224 extern seqlock_t rename_lock;
225
226 /*
227  * These are the low-level FS interfaces to the dcache..
228  */
229 extern void d_instantiate(struct dentry *, struct inode *);
230 extern void d_instantiate_new(struct dentry *, struct inode *);
231 extern struct dentry * d_instantiate_unique(struct dentry *, struct inode *);
232 extern struct dentry * d_instantiate_anon(struct dentry *, struct inode *);
233 extern void __d_drop(struct dentry *dentry);
234 extern void d_drop(struct dentry *dentry);
235 extern void d_delete(struct dentry *);
236 extern void d_set_d_op(struct dentry *dentry, const struct dentry_operations *op);
237
238 /* allocate/de-allocate */
239 extern struct dentry * d_alloc(struct dentry *, const struct qstr *);
240 extern struct dentry * d_alloc_anon(struct super_block *);
241 extern struct dentry * d_alloc_parallel(struct dentry *, const struct qstr *,
242                                         wait_queue_head_t *);
243 extern struct dentry * d_splice_alias(struct inode *, struct dentry *);
244 extern struct dentry * d_add_ci(struct dentry *, struct inode *, struct qstr *);
245 extern struct dentry * d_exact_alias(struct dentry *, struct inode *);
246 extern struct dentry *d_find_any_alias(struct inode *inode);
247 extern struct dentry * d_obtain_alias(struct inode *);
248 extern struct dentry * d_obtain_root(struct inode *);
249 extern void shrink_dcache_sb(struct super_block *);
250 extern void shrink_dcache_parent(struct dentry *);
251 extern void shrink_dcache_for_umount(struct super_block *);
252 extern void d_invalidate(struct dentry *);
253
254 /* only used at mount-time */
255 extern struct dentry * d_make_root(struct inode *);
256
257 /* <clickety>-<click> the ramfs-type tree */
258 extern void d_genocide(struct dentry *);
259
260 extern void d_tmpfile(struct dentry *, struct inode *);
261
262 extern struct dentry *d_find_alias(struct inode *);
263 extern void d_prune_aliases(struct inode *);
264
265 /* test whether we have any submounts in a subdir tree */
266 extern int path_has_submounts(const struct path *);
267
268 /*
269  * This adds the entry to the hash queues.
270  */
271 extern void d_rehash(struct dentry *);
272  
273 extern void d_add(struct dentry *, struct inode *);
274
275 /* used for rename() and baskets */
276 extern void d_move(struct dentry *, struct dentry *);
277 extern void d_exchange(struct dentry *, struct dentry *);
278 extern struct dentry *d_ancestor(struct dentry *, struct dentry *);
279
280 /* appendix may either be NULL or be used for transname suffixes */
281 extern struct dentry *d_lookup(const struct dentry *, const struct qstr *);
282 extern struct dentry *d_hash_and_lookup(struct dentry *, struct qstr *);
283 extern struct dentry *__d_lookup(const struct dentry *, const struct qstr *);
284 extern struct dentry *__d_lookup_rcu(const struct dentry *parent,
285                                 const struct qstr *name, unsigned *seq);
286
287 static inline unsigned d_count(const struct dentry *dentry)
288 {
289         return dentry->d_lockref.count;
290 }
291
292 /*
293  * helper function for dentry_operations.d_dname() members
294  */
295 extern __printf(4, 5)
296 char *dynamic_dname(struct dentry *, char *, int, const char *, ...);
297
298 extern char *__d_path(const struct path *, const struct path *, char *, int);
299 extern char *d_absolute_path(const struct path *, char *, int);
300 extern char *d_path(const struct path *, char *, int);
301 extern char *dentry_path_raw(struct dentry *, char *, int);
302 extern char *dentry_path(struct dentry *, char *, int);
303
304 /* Allocation counts.. */
305
306 /**
307  *      dget, dget_dlock -      get a reference to a dentry
308  *      @dentry: dentry to get a reference to
309  *
310  *      Given a dentry or %NULL pointer increment the reference count
311  *      if appropriate and return the dentry. A dentry will not be 
312  *      destroyed when it has references.
313  */
314 static inline struct dentry *dget_dlock(struct dentry *dentry)
315 {
316         if (dentry)
317                 dentry->d_lockref.count++;
318         return dentry;
319 }
320
321 static inline struct dentry *dget(struct dentry *dentry)
322 {
323         if (dentry)
324                 lockref_get(&dentry->d_lockref);
325         return dentry;
326 }
327
328 extern struct dentry *dget_parent(struct dentry *dentry);
329
330 /**
331  *      d_unhashed -    is dentry hashed
332  *      @dentry: entry to check
333  *
334  *      Returns true if the dentry passed is not currently hashed.
335  */
336  
337 static inline int d_unhashed(const struct dentry *dentry)
338 {
339         return hlist_bl_unhashed(&dentry->d_hash);
340 }
341
342 static inline int d_unlinked(const struct dentry *dentry)
343 {
344         return d_unhashed(dentry) && !IS_ROOT(dentry);
345 }
346
347 static inline int cant_mount(const struct dentry *dentry)
348 {
349         return (dentry->d_flags & DCACHE_CANT_MOUNT);
350 }
351
352 static inline void dont_mount(struct dentry *dentry)
353 {
354         spin_lock(&dentry->d_lock);
355         dentry->d_flags |= DCACHE_CANT_MOUNT;
356         spin_unlock(&dentry->d_lock);
357 }
358
359 extern void __d_lookup_done(struct dentry *);
360
361 static inline int d_in_lookup(const struct dentry *dentry)
362 {
363         return dentry->d_flags & DCACHE_PAR_LOOKUP;
364 }
365
366 static inline void d_lookup_done(struct dentry *dentry)
367 {
368         if (unlikely(d_in_lookup(dentry))) {
369                 spin_lock(&dentry->d_lock);
370                 __d_lookup_done(dentry);
371                 spin_unlock(&dentry->d_lock);
372         }
373 }
374
375 extern void dput(struct dentry *);
376
377 static inline bool d_managed(const struct dentry *dentry)
378 {
379         return dentry->d_flags & DCACHE_MANAGED_DENTRY;
380 }
381
382 static inline bool d_mountpoint(const struct dentry *dentry)
383 {
384         return dentry->d_flags & DCACHE_MOUNTED;
385 }
386
387 /*
388  * Directory cache entry type accessor functions.
389  */
390 static inline unsigned __d_entry_type(const struct dentry *dentry)
391 {
392         return dentry->d_flags & DCACHE_ENTRY_TYPE;
393 }
394
395 static inline bool d_is_miss(const struct dentry *dentry)
396 {
397         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_MISS_TYPE;
398 }
399
400 static inline bool d_is_whiteout(const struct dentry *dentry)
401 {
402         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_WHITEOUT_TYPE;
403 }
404
405 static inline bool d_can_lookup(const struct dentry *dentry)
406 {
407         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_DIRECTORY_TYPE;
408 }
409
410 static inline bool d_is_autodir(const struct dentry *dentry)
411 {
412         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_AUTODIR_TYPE;
413 }
414
415 static inline bool d_is_dir(const struct dentry *dentry)
416 {
417         return d_can_lookup(dentry) || d_is_autodir(dentry);
418 }
419
420 static inline bool d_is_symlink(const struct dentry *dentry)
421 {
422         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_SYMLINK_TYPE;
423 }
424
425 static inline bool d_is_reg(const struct dentry *dentry)
426 {
427         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_REGULAR_TYPE;
428 }
429
430 static inline bool d_is_special(const struct dentry *dentry)
431 {
432         return __d_entry_type(dentry) == DCACHE_SPECIAL_TYPE;
433 }
434
435 static inline bool d_is_file(const struct dentry *dentry)
436 {
437         return d_is_reg(dentry) || d_is_special(dentry);
438 }
439
440 static inline bool d_is_negative(const struct dentry *dentry)
441 {
442         // TODO: check d_is_whiteout(dentry) also.
443         return d_is_miss(dentry);
444 }
445
446 static inline bool d_flags_negative(unsigned flags)
447 {
448         return (flags & DCACHE_ENTRY_TYPE) == DCACHE_MISS_TYPE;
449 }
450
451 static inline bool d_is_positive(const struct dentry *dentry)
452 {
453         return !d_is_negative(dentry);
454 }
455
456 /**
457  * d_really_is_negative - Determine if a dentry is really negative (ignoring fallthroughs)
458  * @dentry: The dentry in question
459  *
460  * Returns true if the dentry represents either an absent name or a name that
461  * doesn't map to an inode (ie. ->d_inode is NULL).  The dentry could represent
462  * a true miss, a whiteout that isn't represented by a 0,0 chardev or a
463  * fallthrough marker in an opaque directory.
464  *
465  * Note!  (1) This should be used *only* by a filesystem to examine its own
466  * dentries.  It should not be used to look at some other filesystem's
467  * dentries.  (2) It should also be used in combination with d_inode() to get
468  * the inode.  (3) The dentry may have something attached to ->d_lower and the
469  * type field of the flags may be set to something other than miss or whiteout.
470  */
471 static inline bool d_really_is_negative(const struct dentry *dentry)
472 {
473         return dentry->d_inode == NULL;
474 }
475
476 /**
477  * d_really_is_positive - Determine if a dentry is really positive (ignoring fallthroughs)
478  * @dentry: The dentry in question
479  *
480  * Returns true if the dentry represents a name that maps to an inode
481  * (ie. ->d_inode is not NULL).  The dentry might still represent a whiteout if
482  * that is represented on medium as a 0,0 chardev.
483  *
484  * Note!  (1) This should be used *only* by a filesystem to examine its own
485  * dentries.  It should not be used to look at some other filesystem's
486  * dentries.  (2) It should also be used in combination with d_inode() to get
487  * the inode.
488  */
489 static inline bool d_really_is_positive(const struct dentry *dentry)
490 {
491         return dentry->d_inode != NULL;
492 }
493
494 static inline int simple_positive(const struct dentry *dentry)
495 {
496         return d_really_is_positive(dentry) && !d_unhashed(dentry);
497 }
498
499 extern void d_set_fallthru(struct dentry *dentry);
500
501 static inline bool d_is_fallthru(const struct dentry *dentry)
502 {
503         return dentry->d_flags & DCACHE_FALLTHRU;
504 }
505
506
507 extern int sysctl_vfs_cache_pressure;
508
509 static inline unsigned long vfs_pressure_ratio(unsigned long val)
510 {
511         return mult_frac(val, sysctl_vfs_cache_pressure, 100);
512 }
513
514 /**
515  * d_inode - Get the actual inode of this dentry
516  * @dentry: The dentry to query
517  *
518  * This is the helper normal filesystems should use to get at their own inodes
519  * in their own dentries and ignore the layering superimposed upon them.
520  */
521 static inline struct inode *d_inode(const struct dentry *dentry)
522 {
523         return dentry->d_inode;
524 }
525
526 /**
527  * d_inode_rcu - Get the actual inode of this dentry with READ_ONCE()
528  * @dentry: The dentry to query
529  *
530  * This is the helper normal filesystems should use to get at their own inodes
531  * in their own dentries and ignore the layering superimposed upon them.
532  */
533 static inline struct inode *d_inode_rcu(const struct dentry *dentry)
534 {
535         return READ_ONCE(dentry->d_inode);
536 }
537
538 /**
539  * d_backing_inode - Get upper or lower inode we should be using
540  * @upper: The upper layer
541  *
542  * This is the helper that should be used to get at the inode that will be used
543  * if this dentry were to be opened as a file.  The inode may be on the upper
544  * dentry or it may be on a lower dentry pinned by the upper.
545  *
546  * Normal filesystems should not use this to access their own inodes.
547  */
548 static inline struct inode *d_backing_inode(const struct dentry *upper)
549 {
550         struct inode *inode = upper->d_inode;
551
552         return inode;
553 }
554
555 /**
556  * d_backing_dentry - Get upper or lower dentry we should be using
557  * @upper: The upper layer
558  *
559  * This is the helper that should be used to get the dentry of the inode that
560  * will be used if this dentry were opened as a file.  It may be the upper
561  * dentry or it may be a lower dentry pinned by the upper.
562  *
563  * Normal filesystems should not use this to access their own dentries.
564  */
565 static inline struct dentry *d_backing_dentry(struct dentry *upper)
566 {
567         return upper;
568 }
569
570 /**
571  * d_real - Return the real dentry
572  * @dentry: the dentry to query
573  * @inode: inode to select the dentry from multiple layers (can be NULL)
574  *
575  * If dentry is on a union/overlay, then return the underlying, real dentry.
576  * Otherwise return the dentry itself.
577  *
578  * See also: Documentation/filesystems/vfs.rst
579  */
580 static inline struct dentry *d_real(struct dentry *dentry,
581                                     const struct inode *inode)
582 {
583         if (unlikely(dentry->d_flags & DCACHE_OP_REAL))
584                 return dentry->d_op->d_real(dentry, inode);
585         else
586                 return dentry;
587 }
588
589 /**
590  * d_real_inode - Return the real inode
591  * @dentry: The dentry to query
592  *
593  * If dentry is on a union/overlay, then return the underlying, real inode.
594  * Otherwise return d_inode().
595  */
596 static inline struct inode *d_real_inode(const struct dentry *dentry)
597 {
598         /* This usage of d_real() results in const dentry */
599         return d_backing_inode(d_real((struct dentry *) dentry, NULL));
600 }
601
602 struct name_snapshot {
603         struct qstr name;
604         unsigned char inline_name[DNAME_INLINE_LEN];
605 };
606 void take_dentry_name_snapshot(struct name_snapshot *, struct dentry *);
607 void release_dentry_name_snapshot(struct name_snapshot *);
608
609 #endif  /* __LINUX_DCACHE_H */