f2fs: fix to initialize i_current_depth according to inode type

i_current_depth is used only for directory inode, but its space is
shared with i_gc_failures field used for regular inode, in order to
avoid affecting i_gc_failures' value, this patch fixes to initialize
the union's fields according to inode type.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

Revert "f2fs: add ovp valid_blocks check for bg gc victim to fg_gc"

For extreme case:
10 section, op = 10%, no_fggc_threshold = 90%
All section usage: 85% 85% 85% 85% 90% 90% 95% 95% 95% 95%

During foreground GC, if we skip select dirty section whose usage
is larger than no_fggc_threshold, we can only recycle 80% invalid
space from four 85% usage sections and two 90% usage sections,
result in encountering out-of-space issue.

This reverts commit e93b9865251a0503d83fd570e7d5a7c8bc351715 to
fix this issue, besides, we keep the logic that we scan all dirty
section when searching a victim, so that GC can select victim with
least valid blocks.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: don't drop any page on f2fs_cp_error() case

We still provide readdir() after shtudown, so we should keep pages to avoid
additional IOs.

Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix spelling mistake: "extenstion" -> "extension"

Trivial fix to spelling mistake in extension list text

Signed-off-by: Colin Ian King <colin.king@canonical.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: enhance sanity_check_raw_super() to avoid potential overflows

In order to avoid the below overflow issue, we should have checked the
boundaries in superblock before reaching out to allocation. As Linus suggested,
the right place should be sanity_check_raw_super().

Dr Silvio Cesare of InfoSect reported:

There are integer overflows with using the cp_payload superblock field in the
f2fs filesystem potentially leading to memory corruption.

include/linux/f2fs_fs.h

struct f2fs_super_block {
...
        __le32 cp_payload;

fs/f2fs/f2fs.h

typedef u32 block_t;    /*
                         * should not change u32, since it is the on-disk block
                         * address format, __le32.
                         */
...

static inline block_t __cp_payload(struct f2fs_sb_info *sbi)
{
        return le32_to_cpu(F2FS_RAW_SUPER(sbi)->cp_payload);
}

fs/f2fs/checkpoint.c

        block_t start_blk, orphan_blocks, i, j;
...
        start_blk = __start_cp_addr(sbi) + 1 + __cp_payload(sbi);
        orphan_blocks = __start_sum_addr(sbi) - 1 - __cp_payload(sbi);

+++ integer overflows

...
        unsigned int cp_blks = 1 + __cp_payload(sbi);
...
        sbi->ckpt = kzalloc(cp_blks * blk_size, GFP_KERNEL);

+++ integer overflow leading to incorrect heap allocation.

        int cp_payload_blks = __cp_payload(sbi);
...
        ckpt->cp_pack_start_sum = cpu_to_le32(1 + cp_payload_blks +
                        orphan_blocks);

+++ sign bug and integer overflow

...
        for (i = 1; i < 1 + cp_payload_blks; i++)

+++ integer overflow

...

      sbi->max_orphans = (sbi->blocks_per_seg - F2FS_CP_PACKS -
                        NR_CURSEG_TYPE - __cp_payload(sbi)) *
                                F2FS_ORPHANS_PER_BLOCK;

+++ integer overflow

Reported-by: Greg KH <greg@kroah.com>
Reported-by: Silvio Cesare <silvio.cesare@gmail.com>
Suggested-by: Linus Torvalds <torvalds@linux-foundation.org>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: treat volatile file's data as hot one

Volatile file's data will be updated oftenly, so it'd better to place
its data into hot data segment.

In addition, for atomic file, we change to check FI_ATOMIC_FILE instead
of FI_HOT_DATA to make code readability better.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: introduce release_discard_addr() for cleanup

Introduce release_discard_addr() to include common codes for cleanup.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
[Fengguang Wu: declare static function, reported by kbuild test robot]
Signed-off-by: Fengguang Wu <fengguang.wu@intel.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix potential overflow

In build_sit_entries(), if valid_blocks in SIT block is smaller than
valid_blocks in journal, for below calculation:

sbi->discard_blks += old_valid_blocks - se->valid_blocks;

There will be two times potential overflow:
- old_valid_blocks - se->valid_blocks will overflow, and be a very
large number.
- sbi->discard_blks += result will overflow again, comes out a correct
result accidently.

Anyway, it should be fixed.

Fixes: d600af236da5 ("f2fs: avoid unneeded loop in build_sit_entries")
Fixes: 1f43e2ad7bff ("f2fs: introduce CP_TRIMMED_FLAG to avoid unneeded discard")
Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: rename dio_rwsem to i_gc_rwsem

RW semphore dio_rwsem in struct f2fs_inode_info is introduced to avoid
race between dio and data gc, but now, it is more wildly used to avoid
foreground operation vs data gc. So rename it to i_gc_rwsem to improve
its readability.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: move mnt_want_write_file after range check

This patch move mnt_want_write_file after range check,
it's needless to check arguments with it.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix missing clear FI_NO_PREALLOC in some error case

This patch fix missing clear FI_NO_PREALLOC in some error case

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: enforce fsync_mode=strict for renamed directory

This is to give a option for user to be able to recover B/foo in the below
case.

mkdir A
sync()
rename(A, B)
creat (B/foo)
fsync (B/foo)
---crash---

Sugessted-by: Velayudhan Pillai <vijay@cs.utexas.edu>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: sanity check for total valid node blocks

This patch enhances sanity check for SIT entries.

syzbot hit the following crash on upstream commit
83beed7b2b26f232d782127792dd0cd4362fdc41 (Fri Apr 20 17:56:32 2018 +0000)
Merge branch 'fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/evalenti/linux-soc-thermal
link: https://syzkaller.appspot.com/bug?extid=bf9253040425feb155ad
syzkaller reproducer: https://syzkaller.appspot.com/x/repro.syz?id=5692130282438656
Raw console output: https://syzkaller.appspot.com/x/log.txt?id=5095924598571008
Kernel config: https://syzkaller.appspot.com/x/.config?id=1808800213120130118
compiler: gcc (GCC) 8.0.1 20180413 (experimental)

IMPORTANT: if you fix the bug, please add the following tag to the commit:
Reported-by: syzbot+bf9253040425feb155ad@syzkaller.appspotmail.com
It will help syzbot understand when the bug is fixed. See footer for details.
If you forward the report, please keep this part and the footer.

F2FS-fs (loop0): invalid crc value
F2FS-fs (loop0): Try to recover 1th superblock, ret: 0
F2FS-fs (loop0): Mounted with checkpoint version = d
F2FS-fs (loop0): Bitmap was wrongly cleared, blk:9740
------------[ cut here ]------------
kernel BUG at fs/f2fs/segment.c:1884!
invalid opcode: 0000 [#1] SMP KASAN
Dumping ftrace buffer:
   (ftrace buffer empty)
Modules linked in:
CPU: 1 PID: 4508 Comm: syz-executor0 Not tainted 4.17.0-rc1+ #10
Hardware name: Google Google Compute Engine/Google Compute Engine, BIOS Google 01/01/2011
RIP: 0010:update_sit_entry+0x1215/0x1590 fs/f2fs/segment.c:1882
RSP: 0018:ffff8801af526708 EFLAGS: 00010282
RAX: ffffed0035ea4cc0 RBX: ffff8801ad454f90 RCX: 0000000000000000
RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffff82eeb87e RDI: ffffed0035ea4cb6
RBP: ffff8801af526760 R08: ffff8801ad4a2480 R09: ffffed003b5e4f90
R10: ffffed003b5e4f90 R11: ffff8801daf27c87 R12: ffff8801adb8d380
R13: 0000000000000001 R14: 0000000000000008 R15: 00000000ffffffff
FS:  00000000014af940(0000) GS:ffff8801daf00000(0000) knlGS:0000000000000000
CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
CR2: 00007f06bc223000 CR3: 00000001adb02000 CR4: 00000000001406e0
DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
Call Trace:
 allocate_data_block+0x66f/0x2050 fs/f2fs/segment.c:2663
 do_write_page+0x105/0x1b0 fs/f2fs/segment.c:2727
 write_node_page+0x129/0x350 fs/f2fs/segment.c:2770
 __write_node_page+0x7da/0x1370 fs/f2fs/node.c:1398
 sync_node_pages+0x18cf/0x1eb0 fs/f2fs/node.c:1652
 block_operations+0x429/0xa60 fs/f2fs/checkpoint.c:1088
 write_checkpoint+0x3ba/0x5380 fs/f2fs/checkpoint.c:1405
 f2fs_sync_fs+0x2fb/0x6a0 fs/f2fs/super.c:1077
 __sync_filesystem fs/sync.c:39 [inline]
 sync_filesystem+0x265/0x310 fs/sync.c:67
 generic_shutdown_super+0xd7/0x520 fs/super.c:429
 kill_block_super+0xa4/0x100 fs/super.c:1191
 kill_f2fs_super+0x9f/0xd0 fs/f2fs/super.c:3030
 deactivate_locked_super+0x97/0x100 fs/super.c:316
 deactivate_super+0x188/0x1b0 fs/super.c:347
 cleanup_mnt+0xbf/0x160 fs/namespace.c:1174
 __cleanup_mnt+0x16/0x20 fs/namespace.c:1181
 task_work_run+0x1e4/0x290 kernel/task_work.c:113
 tracehook_notify_resume include/linux/tracehook.h:191 [inline]
 exit_to_usermode_loop+0x2bd/0x310 arch/x86/entry/common.c:166
 prepare_exit_to_usermode arch/x86/entry/common.c:196 [inline]
 syscall_return_slowpath arch/x86/entry/common.c:265 [inline]
 do_syscall_64+0x6ac/0x800 arch/x86/entry/common.c:290
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x49/0xbe
RIP: 0033:0x457d97
RSP: 002b:00007ffd46f9c8e8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a6
RAX: 0000000000000000 RBX: 0000000000000000 RCX: 0000000000457d97
RDX: 00000000014b09a3 RSI: 0000000000000002 RDI: 00007ffd46f9da50
RBP: 00007ffd46f9da50 R08: 0000000000000000 R09: 0000000000000009
R10: 0000000000000005 R11: 0000000000000246 R12: 00000000014b0940
R13: 0000000000000000 R14: 0000000000000002 R15: 000000000000658e
RIP: update_sit_entry+0x1215/0x1590 fs/f2fs/segment.c:1882 RSP: ffff8801af526708
---[ end trace f498328bb02610a2 ]---

Reported-and-tested-by: syzbot+bf9253040425feb155ad@syzkaller.appspotmail.com
Reported-and-tested-by: syzbot+7d6d31d3bc702f566ce3@syzkaller.appspotmail.com
Reported-and-tested-by: syzbot+0a725420475916460f12@syzkaller.appspotmail.com
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: sanity check on sit entry

syzbot hit the following crash on upstream commit
87ef12027b9b1dd0e0b12cf311fbcb19f9d92539 (Wed Apr 18 19:48:17 2018 +0000)
Merge tag 'ceph-for-4.17-rc2' of git://github.com/ceph/ceph-client
link: https://syzkaller.appspot.com/bug?extid=83699adeb2d13579c31e
C reproducer: https://syzkaller.appspot.com/x/repro.c?id=5805208181407744
syzkaller reproducer: https://syzkaller.appspot.com/x/repro.syz?id=6005073343676416
Raw console output: https://syzkaller.appspot.com/x/log.txt?id=6555047731134464
Kernel config: https://syzkaller.appspot.com/x/.config?id=1808800213120130118
compiler: gcc (GCC) 8.0.1 20180413 (experimental)

IMPORTANT: if you fix the bug, please add the following tag to the commit:
Reported-by: syzbot+83699adeb2d13579c31e@syzkaller.appspotmail.com
It will help syzbot understand when the bug is fixed. See footer for details.
If you forward the report, please keep this part and the footer.

F2FS-fs (loop0): Magic Mismatch, valid(0xf2f52010) - read(0x0)
F2FS-fs (loop0): Can't find valid F2FS filesystem in 1th superblock
F2FS-fs (loop0): invalid crc value
BUG: unable to handle kernel paging request at ffffed006b2a50c0
PGD 21ffee067 P4D 21ffee067 PUD 21fbeb067 PMD 0
Oops: 0000 [#1] SMP KASAN
Dumping ftrace buffer:
   (ftrace buffer empty)
Modules linked in:
CPU: 0 PID: 4514 Comm: syzkaller989480 Not tainted 4.17.0-rc1+ #8
Hardware name: Google Google Compute Engine/Google Compute Engine, BIOS Google 01/01/2011
RIP: 0010:build_sit_entries fs/f2fs/segment.c:3653 [inline]
RIP: 0010:build_segment_manager+0x7ef7/0xbf70 fs/f2fs/segment.c:3852
RSP: 0018:ffff8801b102e5b0 EFLAGS: 00010a06
RAX: 1ffff1006b2a50c0 RBX: 0000000000000004 RCX: 0000000000000001
RDX: 0000000000000000 RSI: 0000000000000001 RDI: ffff8801ac74243e
RBP: ffff8801b102f410 R08: ffff8801acbd46c0 R09: fffffbfff14d9af8
R10: fffffbfff14d9af8 R11: ffff8801acbd46c0 R12: ffff8801ac742a80
R13: ffff8801d9519100 R14: dffffc0000000000 R15: ffff880359528600
FS:  0000000001e04880(0000) GS:ffff8801dae00000(0000) knlGS:0000000000000000
CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
CR2: ffffed006b2a50c0 CR3: 00000001ac6ac000 CR4: 00000000001406f0
DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
Call Trace:
 f2fs_fill_super+0x4095/0x7bf0 fs/f2fs/super.c:2803
 mount_bdev+0x30c/0x3e0 fs/super.c:1165
 f2fs_mount+0x34/0x40 fs/f2fs/super.c:3020
 mount_fs+0xae/0x328 fs/super.c:1268
 vfs_kern_mount.part.34+0xd4/0x4d0 fs/namespace.c:1037
 vfs_kern_mount fs/namespace.c:1027 [inline]
 do_new_mount fs/namespace.c:2517 [inline]
 do_mount+0x564/0x3070 fs/namespace.c:2847
 ksys_mount+0x12d/0x140 fs/namespace.c:3063
 __do_sys_mount fs/namespace.c:3077 [inline]
 __se_sys_mount fs/namespace.c:3074 [inline]
 __x64_sys_mount+0xbe/0x150 fs/namespace.c:3074
 do_syscall_64+0x1b1/0x800 arch/x86/entry/common.c:287
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x49/0xbe
RIP: 0033:0x443d6a
RSP: 002b:00007ffd312813c8 EFLAGS: 00000297 ORIG_RAX: 00000000000000a5
RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000020000c00 RCX: 0000000000443d6a
RDX: 0000000020000000 RSI: 0000000020000100 RDI: 00007ffd312813d0
RBP: 0000000000000003 R08: 0000000020016a00 R09: 000000000000000a
R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000297 R12: 0000000000000004
R13: 0000000000402c60 R14: 0000000000000000 R15: 0000000000000000
RIP: build_sit_entries fs/f2fs/segment.c:3653 [inline] RSP: ffff8801b102e5b0
RIP: build_segment_manager+0x7ef7/0xbf70 fs/f2fs/segment.c:3852 RSP: ffff8801b102e5b0
CR2: ffffed006b2a50c0
---[ end trace a2034989e196ff17 ]---

Reported-and-tested-by: syzbot+83699adeb2d13579c31e@syzkaller.appspotmail.com
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: avoid bug_on on corrupted inode

syzbot has tested the proposed patch but the reproducer still triggered crash:
kernel BUG at fs/f2fs/inode.c:LINE!

F2FS-fs (loop1): invalid crc value
F2FS-fs (loop5): Magic Mismatch, valid(0xf2f52010) - read(0x0)
F2FS-fs (loop5): Can't find valid F2FS filesystem in 1th superblock
F2FS-fs (loop5): invalid crc value
------------[ cut here ]------------
kernel BUG at fs/f2fs/inode.c:238!
invalid opcode: 0000 [#1] SMP KASAN
Dumping ftrace buffer:
   (ftrace buffer empty)
Modules linked in:
CPU: 1 PID: 4886 Comm: syz-executor1 Not tainted 4.17.0-rc1+ #1
Hardware name: Google Google Compute Engine/Google Compute Engine, BIOS Google 01/01/2011
RIP: 0010:do_read_inode fs/f2fs/inode.c:238 [inline]
RIP: 0010:f2fs_iget+0x3307/0x3ca0 fs/f2fs/inode.c:313
RSP: 0018:ffff8801c44a70e8 EFLAGS: 00010293
RAX: ffff8801ce208040 RBX: ffff8801b3621080 RCX: ffffffff82eace18
F2FS-fs (loop2): Magic Mismatch, valid(0xf2f52010) - read(0x0)
RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffff82eaf047 RDI: 0000000000000007
RBP: ffff8801c44a7410 R08: ffff8801ce208040 R09: ffffed0039ee4176
R10: ffffed0039ee4176 R11: ffff8801cf720bb7 R12: ffff8801c0efa000
R13: 0000000000000003 R14: 0000000000000000 R15: 0000000000000000
FS:  00007f753aa9d700(0000) GS:ffff8801daf00000(0000) knlGS:0000000000000000
------------[ cut here ]------------
CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
kernel BUG at fs/f2fs/inode.c:238!
CR2: 0000000001b03018 CR3: 00000001c8b74000 CR4: 00000000001406e0
DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
Call Trace:
 f2fs_fill_super+0x4377/0x7bf0 fs/f2fs/super.c:2842
 mount_bdev+0x30c/0x3e0 fs/super.c:1165
 f2fs_mount+0x34/0x40 fs/f2fs/super.c:3020
 mount_fs+0xae/0x328 fs/super.c:1268
 vfs_kern_mount.part.34+0xd4/0x4d0 fs/namespace.c:1037
 vfs_kern_mount fs/namespace.c:1027 [inline]
 do_new_mount fs/namespace.c:2517 [inline]
 do_mount+0x564/0x3070 fs/namespace.c:2847
 ksys_mount+0x12d/0x140 fs/namespace.c:3063
 __do_sys_mount fs/namespace.c:3077 [inline]
 __se_sys_mount fs/namespace.c:3074 [inline]
 __x64_sys_mount+0xbe/0x150 fs/namespace.c:3074
 do_syscall_64+0x1b1/0x800 arch/x86/entry/common.c:287
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x49/0xbe
RIP: 0033:0x457daa
RSP: 002b:00007f753aa9cba8 EFLAGS: 00000246 ORIG_RAX: 00000000000000a5
RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000020000000 RCX: 0000000000457daa
RDX: 0000000020000000 RSI: 0000000020000100 RDI: 00007f753aa9cbf0
RBP: 0000000000000064 R08: 0000000020016a00 R09: 0000000020000000
R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000246 R12: 0000000000000003
R13: 0000000000000064 R14: 00000000006fcb80 R15: 0000000000000000
RIP: do_read_inode fs/f2fs/inode.c:238 [inline] RSP: ffff8801c44a70e8
RIP: f2fs_iget+0x3307/0x3ca0 fs/f2fs/inode.c:313 RSP: ffff8801c44a70e8
invalid opcode: 0000 [#2] SMP KASAN
---[ end trace 1cbcbec2156680bc ]---

Reported-and-tested-by: syzbot+41a1b341571f0952badb@syzkaller.appspotmail.com
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: give message and set need_fsck given broken node id

syzbot hit the following crash on upstream commit
83beed7b2b26f232d782127792dd0cd4362fdc41 (Fri Apr 20 17:56:32 2018 +0000)
Merge branch 'fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/evalenti/linux-soc-thermal
link: https://syzkaller.appspot.com/bug?extid=d154ec99402c6f628887
C reproducer: https://syzkaller.appspot.com/x/repro.c?id=5414336294027264
syzkaller reproducer: https://syzkaller.appspot.com/x/repro.syz?id=5471683234234368
Raw console output: https://syzkaller.appspot.com/x/log.txt?id=5436660795834368
Kernel config: https://syzkaller.appspot.com/x/.config?id=1808800213120130118
compiler: gcc (GCC) 8.0.1 20180413 (experimental)

IMPORTANT: if you fix the bug, please add the following tag to the commit:
Reported-by: syzbot+d154ec99402c6f628887@syzkaller.appspotmail.com
It will help syzbot understand when the bug is fixed. See footer for details.
If you forward the report, please keep this part and the footer.

F2FS-fs (loop0): Magic Mismatch, valid(0xf2f52010) - read(0x0)
F2FS-fs (loop0): Can't find valid F2FS filesystem in 1th superblock
F2FS-fs (loop0): invalid crc value
------------[ cut here ]------------
kernel BUG at fs/f2fs/node.c:1185!
invalid opcode: 0000 [#1] SMP KASAN
Dumping ftrace buffer:
   (ftrace buffer empty)
Modules linked in:
CPU: 1 PID: 4549 Comm: syzkaller704305 Not tainted 4.17.0-rc1+ #10
Hardware name: Google Google Compute Engine/Google Compute Engine, BIOS Google 01/01/2011
RIP: 0010:__get_node_page+0xb68/0x16e0 fs/f2fs/node.c:1185
RSP: 0018:ffff8801d960e820 EFLAGS: 00010293
RAX: ffff8801d88205c0 RBX: 0000000000000003 RCX: ffffffff82f6cc06
RDX: 0000000000000000 RSI: ffffffff82f6d5e8 RDI: 0000000000000004
RBP: ffff8801d960ec30 R08: ffff8801d88205c0 R09: ffffed003b5e46c2
R10: 0000000000000003 R11: 0000000000000003 R12: ffff8801a86e00c0
R13: 0000000000000001 R14: ffff8801a86e0530 R15: ffff8801d9745240
FS:  000000000072c880(0000) GS:ffff8801daf00000(0000) knlGS:0000000000000000
CS:  0010 DS: 0000 ES: 0000 CR0: 0000000080050033
CR2: 00007f3d403209b8 CR3: 00000001d8f3f000 CR4: 00000000001406e0
DR0: 0000000000000000 DR1: 0000000000000000 DR2: 0000000000000000
DR3: 0000000000000000 DR6: 00000000fffe0ff0 DR7: 0000000000000400
Call Trace:
 get_node_page fs/f2fs/node.c:1237 [inline]
 truncate_xattr_node+0x152/0x2e0 fs/f2fs/node.c:1014
 remove_inode_page+0x200/0xaf0 fs/f2fs/node.c:1039
 f2fs_evict_inode+0xe86/0x1710 fs/f2fs/inode.c:547
 evict+0x4a6/0x960 fs/inode.c:557
 iput_final fs/inode.c:1519 [inline]
 iput+0x62d/0xa80 fs/inode.c:1545
 f2fs_fill_super+0x5f4e/0x7bf0 fs/f2fs/super.c:2849
 mount_bdev+0x30c/0x3e0 fs/super.c:1164
 f2fs_mount+0x34/0x40 fs/f2fs/super.c:3020
 mount_fs+0xae/0x328 fs/super.c:1267
 vfs_kern_mount.part.34+0xd4/0x4d0 fs/namespace.c:1037
 vfs_kern_mount fs/namespace.c:1027 [inline]
 do_new_mount fs/namespace.c:2518 [inline]
 do_mount+0x564/0x3070 fs/namespace.c:2848
 ksys_mount+0x12d/0x140 fs/namespace.c:3064
 __do_sys_mount fs/namespace.c:3078 [inline]
 __se_sys_mount fs/namespace.c:3075 [inline]
 __x64_sys_mount+0xbe/0x150 fs/namespace.c:3075
 do_syscall_64+0x1b1/0x800 arch/x86/entry/common.c:287
 entry_SYSCALL_64_after_hwframe+0x49/0xbe
RIP: 0033:0x443dea
RSP: 002b:00007ffcc7882368 EFLAGS: 00000297 ORIG_RAX: 00000000000000a5
RAX: ffffffffffffffda RBX: 0000000020000c00 RCX: 0000000000443dea
RDX: 0000000020000000 RSI: 0000000020000100 RDI: 00007ffcc7882370
RBP: 0000000000000003 R08: 0000000020016a00 R09: 000000000000000a
R10: 0000000000000000 R11: 0000000000000297 R12: 0000000000000004
R13: 0000000000402ce0 R14: 0000000000000000 R15: 0000000000000000
RIP: __get_node_page+0xb68/0x16e0 fs/f2fs/node.c:1185 RSP: ffff8801d960e820
---[ end trace 4edbeb71f002bb76 ]---

Reported-and-tested-by: syzbot+d154ec99402c6f628887@syzkaller.appspotmail.com
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: clean up commit_inmem_pages()

This patch moves error handling from commit_inmem_pages() into
__commit_inmem_page() for cleanup, no logic change.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: do not check F2FS_INLINE_DOTS in recover

Only dir may have F2FS_INLINE_DOTS flag, so there is no need to check
the flag in recover flow.

Signed-off-by: Sheng Yong <shengyong1@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: remove duplicated dquot_initialize and fix error handling

This patch removes duplicated dquot_initialize in recover_orphan_inode(),
and fix the error handling if dquot_initialize fails.

Signed-off-by: Sheng Yong <shengyong1@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix to detect failure of dquot_initialize

dquot_initialize() can fail due to any exception inside quota subsystem,
f2fs needs to be aware of it, and return correct return value to caller.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: stop issue discard if something wrong with f2fs

v4->v5: move data corruption check to __submit_discard_cmd, in order to
control discard io submitted more accurately, besides, increase async
thread wait time if data corruption detected.

This patch stop async thread and umount process to issue discard
if something wrong with f2fs, which is similar to fstrim.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix return value in f2fs_ioc_commit_atomic_write

In f2fs_ioc_commit_atomic_write, if file is volatile, return -EINVAL to
indicate that commit failure.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: allocate hot_data for atomic write more strictly

If a file not set type as hot, has dirty pages more than
threshold 64 before starting atomic write, may be lose hot
flag.

v1->v2: move set FI_ATOMIC_FILE flag behind flush dirty pages too,
in case of dirty pages before starting atomic use atomic mode to
write back.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: check if inmem_pages list is empty correctly

`cur' will never be NULL, we should check inmem_pages list instead.

Signed-off-by: Sheng Yong <shengyong1@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix race in between GC and atomic open

Thread GC thread
- f2fs_ioc_start_atomic_write
 - get_dirty_pages
 - filemap_write_and_wait_range
- f2fs_gc
 - do_garbage_collect
  - gc_data_segment
   - move_data_page
    - f2fs_is_atomic_file
    - set_page_dirty
 - set_inode_flag(, FI_ATOMIC_FILE)

Dirty data page can still be generated by GC in race condition as
above call stack.

This patch adds fi->dio_rwsem[WRITE] in f2fs_ioc_start_atomic_write
to avoid such race.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: change le32 to le16 of f2fs_inode->i_extra_size

In the structure of f2fs_inode, i_extra_size's type is __le16,
so we should keep type consistent when using it.

Fixes: 704956ecf5bc ("f2fs: support inode checksum")
Signed-off-by: Zhikang Zhang <zhangzhikang1@huawei.com>
Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: check cur_valid_map_mir & raw_sit block count when flush sit entries

We should check valid_map_mir and block count to ensure
the flushed raw_sit is correct.

Signed-off-by: Zhikang Zhang <zhangzhikang1@huawei.com>
Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: correct return value of f2fs_trim_fs

Correct return value in two cases:
- return EINVAL if end boundary is out-of-range.
- return EIO if fs needs off-line check.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix to show missing bits in FS_IOC_GETFLAGS

This patch fixes to show missing encrypt/inline_data flag in
FS_IOC_GETFLAGS like ext4 does.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: remove unneeded F2FS_PROJINHERIT_FL

Now F2FS_FL_USER_VISIBLE and F2FS_FL_USER_MODIFIABLE has included
F2FS_PROJINHERIT_FL, so remove unneeded F2FS_PROJINHERIT_FL when
using visible/modifiable flag macro.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: don't use GFP_ZERO for page caches

Related to https://lkml.org/lkml/2018/4/8/661

Sometimes, we need to write meta data to new allocated block address,
then we will allocate a zeroed page in inner inode's address space, and
fill partial data in it, and leave other place with zero value which means
some fields are initial status.

There are two inner inodes (meta inode and node inode) setting __GFP_ZERO,
I have just checked them, for both of them, we can avoid using __GFP_ZERO,
and do initialization by ourselves to avoid unneeded/redundant zeroing
from mm.

Cc: <stable@vger.kernel.org>
Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: issue all big range discards in umount process

This patch modify max_requests to UINT_MAX, to issue
all big range discards in umount.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: remove redundant block plug

For buffered IO, we don't need to use block plug to cache bio,
for direct IO, generic f2fs_direct_IO has already added block
plug, so let's remove redundant one in .write_iter.

As Yunlei described in his patch:

-f2fs_file_write_iter
  -blk_start_plug
    -__generic_file_write_iter
...
  -do_blockdev_direct_IO
    -blk_start_plug
...
    -blk_finish_plug
...
  -blk_finish_plug

which may conduct performance decrease in our platform

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: remove unmatched zero_user_segment when convert inline dentry

Since the layout of regular dentry block is different from inline dentry
block, zero_user_segment starting from MAX_INLINE_DATA(dir) is not
correct for regular dentry block, besides, bitmap is already copied and
used, so there is no necessary to zero page at all, so just remove the
zero_user_segment is OK.

Signed-off-by: Yunlong Song <yunlong.song@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: introduce private inode status mapping

Previously, we use generic FS_*_FL defined by vfs to indicate inode status
for each bit of i_flags, so f2fs's flag status definition is tied to vfs'
one, it will be hard for f2fs to reuse bits f2fs never used to indicate
new status..

In order to solve this issue, we introduce private inode status mapping,
Note, for these bits have already been persisted into disk, we should
never change their definition, for other ones, we can remap them for
later new coming status.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

fscrypt: log the crypto algorithm implementations

Log the crypto algorithm driver name for each fscrypt encryption mode on
its first use, also showing a friendly name for the mode.

This will help people determine whether the expected implementations are
being used.  In some cases we've seen people do benchmarks and reject
using encryption for performance reasons, when in fact they used a much
slower implementation of AES-XTS than was possible on the hardware.  It
can make an enormous difference; e.g., AES-XTS on ARM is about 10x
faster with the crypto extensions (AES instructions) than without.

This also makes it more obvious which modes are being used, now that
fscrypt supports multiple combinations of modes.

Example messages (with default modes, on x86_64):

[   35.492057] fscrypt: AES-256-CTS-CBC using implementation "cts(cbc-aes-aesni)"
[   35.492171] fscrypt: AES-256-XTS using implementation "xts-aes-aesni"

Note: algorithms can be dynamically added to the crypto API, which can
result in different implementations being used at different times.  But
this is rare; for most users, showing the first will be good enough.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: add Speck128/256 support

fscrypt currently only supports AES encryption.  However, many low-end
mobile devices have older CPUs that don't have AES instructions, e.g.
the ARMv8 Cryptography Extensions.  Currently, user data on such devices
is not encrypted at rest because AES is too slow, even when the NEON
bit-sliced implementation of AES is used.  Unfortunately, it is
infeasible to encrypt these devices at all when AES is the only option.

Therefore, this patch updates fscrypt to support the Speck block cipher,
which was recently added to the crypto API.  The C implementation of
Speck is not especially fast, but Speck can be implemented very
efficiently with general-purpose vector instructions, e.g. ARM NEON.
For example, on an ARMv7 processor, we measured the NEON-accelerated
Speck128/256-XTS at 69 MB/s for both encryption and decryption, while
AES-256-XTS with the NEON bit-sliced implementation was only 22 MB/s
encryption and 19 MB/s decryption.

There are multiple variants of Speck.  This patch only adds support for
Speck128/256, which is the variant with a 128-bit block size and 256-bit
key size -- the same as AES-256.  This is believed to be the most secure
variant of Speck, and it's only about 6% slower than Speck128/128.
Speck64/128 would be at least 20% faster because it has 20% rounds, and
it can be even faster on CPUs that can't efficiently do the 64-bit
operations needed for Speck128.  However, Speck64's 64-bit block size is
not preferred security-wise.  ARM NEON also supports the needed 64-bit
operations even on 32-bit CPUs, resulting in Speck128 being fast enough
for our targeted use cases so far.

The chosen modes of operation are XTS for contents and CTS-CBC for
filenames.  These are the same modes of operation that fscrypt defaults
to for AES.  Note that as with the other fscrypt modes, Speck will not
be used unless userspace chooses to use it.  Nor are any of the existing
modes (which are all AES-based) being removed, of course.

We intentionally don't make CONFIG_FS_ENCRYPTION select
CONFIG_CRYPTO_SPECK, so people will have to enable Speck support
themselves if they need it.  This is because we shouldn't bloat the
FS_ENCRYPTION dependencies with every new cipher, especially ones that
aren't recommended for most users.  Moreover, CRYPTO_SPECK is just the
generic implementation, which won't be fast enough for many users; in
practice, they'll need to enable CRYPTO_SPECK_NEON to get acceptable
performance.

More details about our choice of Speck can be found in our patches that
added Speck to the crypto API, and the follow-on discussion threads.
We're planning a publication that explains the choice in more detail.
But briefly, we can't use ChaCha20 as we previously proposed, since it
would be insecure to use a stream cipher in this context, with potential
IV reuse during writes on f2fs and/or on wear-leveling flash storage.

We also evaluated many other lightweight and/or ARX-based block ciphers
such as Chaskey-LTS, RC5, LEA, CHAM, Threefish, RC6, NOEKEON, SPARX, and
XTEA.  However, all had disadvantages vs. Speck, such as insufficient
performance with NEON, much less published cryptanalysis, or an
insufficient security level.  Various design choices in Speck make it
perform better with NEON than competing ciphers while still having a
security margin similar to AES, and in the case of Speck128 also the
same available security levels.  Unfortunately, Speck does have some
political baggage attached -- it's an NSA designed cipher, and was
rejected from an ISO standard (though for context, as far as I know none
of the above-mentioned alternatives are ISO standards either).
Nevertheless, we believe it is a good solution to the problem from a
technical perspective.

Certain algorithms constructed from ChaCha or the ChaCha permutation,
such as MEM (Masked Even-Mansour) or HPolyC, may also meet our
performance requirements.  However, these are new constructions that
need more time to receive the cryptographic review and acceptance needed
to be confident in their security.  HPolyC hasn't been published yet,
and we are concerned that MEM makes stronger assumptions about the
underlying permutation than the ChaCha stream cipher does.  In contrast,
the XTS mode of operation is relatively well accepted, and Speck has
over 70 cryptanalysis papers.  Of course, these ChaCha-based algorithms
can still be added later if they become ready.

The best known attack on Speck128/256 is a differential cryptanalysis
attack on 25 of 34 rounds with 2^253 time complexity and 2^125 chosen
plaintexts, i.e. only marginally faster than brute force.  There is no
known attack on the full 34 rounds.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: only derive the needed portion of the key

Currently the key derivation function in fscrypt uses the master key
length as the amount of output key material to derive.  This works, but
it means we can waste time deriving more key material than is actually
used, e.g. most commonly, deriving 64 bytes for directories which only
take a 32-byte AES-256-CTS-CBC key.  It also forces us to validate that
the master key length is a multiple of AES_BLOCK_SIZE, which wouldn't
otherwise be necessary.

Fix it to only derive the needed length key.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: separate key lookup from key derivation

Refactor the confusingly-named function 'validate_user_key()' into a new
function 'find_and_derive_key()' which first finds the keyring key, then
does the key derivation.  Among other benefits this avoids the strange
behavior we had previously where if key derivation failed for some
reason, then we would fall back to the alternate key prefix.  Now, we'll
only fall back to the alternate key prefix if a valid key isn't found.

This patch also improves the warning messages that are logged when the
keyring key's payload is invalid.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: use a common logging function

Use a common function for fscrypt warning and error messages so that all
the messages are consistently ratelimited, include the "fscrypt:"
prefix, and include the filesystem name if applicable.

Also fix up a few of the log messages to be more descriptive.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: remove internal key size constants

With one exception, the internal key size constants such as
FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE are only used for the 'available_modes' array,
where they really only serve to obfuscate what the values are.  Also
some of the constants are unused, and the key sizes tend to be in the
names of the algorithms anyway.  In the past these values were also
misused, e.g. we used to have FS_AES_256_XTS_KEY_SIZE in places that
technically should have been FS_MAX_KEY_SIZE.

The exception is that FS_AES_128_ECB_KEY_SIZE is used for key
derivation.  But it's more appropriate to use
FS_KEY_DERIVATION_NONCE_SIZE for that instead.

Thus, just put the sizes directly in the 'available_modes' array.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: remove unnecessary check for non-logon key type

We're passing 'key_type_logon' to request_key(), so the found key is
guaranteed to be of type "logon".  Thus, there is no reason to check
later that the key is really a "logon" key.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: make fscrypt_operations.max_namelen an integer

Now ->max_namelen() is only called to limit the filename length when
adding NUL padding, and only for real filenames -- not symlink targets.
It also didn't give the correct length for symlink targets anyway since
it forgot to subtract 'sizeof(struct fscrypt_symlink_data)'.

Thus, change ->max_namelen from a function to a simple 'unsigned int'
that gives the filesystem's maximum filename length.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: drop empty name check from fname_decrypt()

fname_decrypt() is validating that the encrypted filename is nonempty.
However, earlier a stronger precondition was already enforced: the
encrypted filename must be at least 16 (FS_CRYPTO_BLOCK_SIZE) bytes.

Drop the redundant check for an empty filename.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: drop max_namelen check from fname_decrypt()

fname_decrypt() returns an error if the input filename is longer than
the inode's ->max_namelen() as given by the filesystem.  But, this
doesn't actually make sense because the filesystem provided the input
filename in the first place, where it was subject to the filesystem's
limits.  And fname_decrypt() has no internal limit itself.

Thus, remove this unnecessary check.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: don't special-case EOPNOTSUPP from fscrypt_get_encryption_info()

In fscrypt_setup_filename(), remove the unnecessary check for
fscrypt_get_encryption_info() returning EOPNOTSUPP.  There's no reason
to handle this error differently from any other.  I think there may have
been some confusion because the "notsupp" version of
fscrypt_get_encryption_info() returns EOPNOTSUPP -- but that's not
applicable from inside fs/crypto/.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: don't clear flags on crypto transform

fscrypt is clearing the flags on the crypto_skcipher it allocates for
each inode.  But, this is unnecessary and may cause problems in the
future because it will even clear flags that are meant to be internal to
the crypto API, e.g. CRYPTO_TFM_NEED_KEY.

Remove the unnecessary flag clearing.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: remove stale comment from fscrypt_d_revalidate()

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: remove error messages for skcipher_request_alloc() failure

skcipher_request_alloc() can only fail due to lack of memory, and in
that case the memory allocator will have already printed a detailed
error message.  Thus, remove the redundant error messages from fscrypt.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: remove unnecessary NULL check when allocating skcipher

crypto_alloc_skcipher() returns an ERR_PTR() on failure, not NULL.
Remove the unnecessary check for NULL.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: clean up after fscrypt_prepare_lookup() conversions

Now that all filesystems have been converted to use
fscrypt_prepare_lookup(), we can remove the fscrypt_set_d_op() and
fscrypt_set_encrypted_dentry() functions as well as un-export
fscrypt_d_ops.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

ubifs: switch to fscrypt_prepare_lookup()

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Richard Weinberger <richard@nod.at>

ext4: switch to fscrypt_prepare_lookup()

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

fscrypt: use unbound workqueue for decryption

Improve fscrypt read performance by switching the decryption workqueue
from bound to unbound.  With the bound workqueue, when multiple bios
completed on the same CPU, they were decrypted on that same CPU.  But
with the unbound queue, they are now decrypted in parallel on any CPU.

Although fscrypt read performance can be tough to measure due to the
many sources of variation, this change is most beneficial when
decryption is slow, e.g. on CPUs without AES instructions.  For example,
I timed tarring up encrypted directories on f2fs.  On x86 with AES-NI
instructions disabled, the unbound workqueue improved performance by
about 25-35%, using 1 to NUM_CPUs jobs with 4 or 8 CPUs available.  But
with AES-NI enabled, performance was unchanged to within ~2%.

I also did the same test on a quad-core ARM CPU using xts-speck128-neon
encryption.  There performance was usually about 10% better with the
unbound workqueue, bringing it closer to the unencrypted speed.

The unbound workqueue may be worse in some cases due to worse locality,
but I think it's still the better default.  dm-crypt uses an unbound
workqueue by default too, so this change makes fscrypt match.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Theodore Ts'o <tytso@mit.edu>

f2fs: run fstrim asynchronously if runtime discard is on

We don't need to wait for whole bunch of discard candidates in fstrim, since
runtime discard will issue them in idle time.

Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: turn down IO priority of discard from background

In order to avoid interfering normal r/w IO, let's turn down IO
priority of discard issued from background.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: don't split checkpoint in fstrim

Now, we issue discard asynchronously in separated thread instead of in
checkpoint, after that, we won't encounter long latency in checkpoint
due to huge number of synchronous discard command handling, so, we don't
need to split checkpoint to do trim in batch, merge it and obsolete
related sysfs entry.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: issue discard commands proactively in high fs utilization

In the high utilization like over 80%, we don't expect huge # of large discard
commands, but do many small pending discards which affects FTL GCs a lot.
Let's issue them in that case.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: add fsync_mode=nobarrier for non-atomic files

For non-atomic files, this patch adds an option to give nobarrier which
doesn't issue flush commands to the device.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: let fstrim issue discard commands in lower priority

The fstrim gathers huge number of large discard commands, and tries to issue
without IO awareness, which results in long user-perceive IO latencies on
READ, WRITE, and FLUSH in UFS. We've observed some of commands take several
seconds due to long discard latency.

This patch limits the maximum size to 2MB per candidate, and check IO congestion
when issuing them to disk.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: avoid fsync() failure caused by EAGAIN in writepage()

pageout() in MM traslates EAGAIN, so calls handle_write_error()
 -> mapping_set_error() -> set_bit(AS_EIO, ...).
 file_write_and_wait_range() will see EIO error, which is critical
 to return value of fsync() followed by atomic_write failure to user.

Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: clear PageError on writepage - part 2

This patch clears PageError in some pages tagged by read path, but when we
write the pages with valid contents, writepage should clear the bit likewise
ext4.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: check cap_resource only for data blocks

This patch changes the rule to check cap_resource for data blocks, not inode
or node blocks in order to avoid selinux denial.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

Revert "f2fs: introduce f2fs_set_page_dirty_nobuffer"

This patch reverts copied f2fs_set_page_dirty_nobuffer to use generic function
for stability.

This reverts commit fe76b796fc5194cc3d57265002e3a748566d073f.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: clear PageError on writepage

This patch clears PageError in some pages tagged by read path, but when we
write the pages with valid contents, writepage should clear the bit likewise
ext4.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: call unlock_new_inode() before d_instantiate()

xfstest generic/429 sometimes hangs on f2fs, caused by a thread being
unable to take a directory's i_rwsem for write in vfs_rmdir().  In the
test, one thread repeatedly creates and removes a directory, and other
threads repeatedly look up a file in the directory.  The bug is that
f2fs_mkdir() calls d_instantiate() before unlock_new_inode(), resulting
in the directory inode being exposed to lookups before it has been fully
initialized.  And with CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC, unlock_new_inode()
reinitializes ->i_rwsem, corrupting its state when it is already held.

Fix it by calling unlock_new_inode() before d_instantiate().  This
matches what other filesystems do.

Fixes: 57397d86c62d ("f2fs: add inode operations for special inodes")
Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: refactor read path to allow multiple postprocessing steps

Currently f2fs's ->readpage() and ->readpages() assume that either the
data undergoes no postprocessing, or decryption only.  But with
fs-verity, there will be an additional authenticity verification step,
and it may be needed either by itself, or combined with decryption.

To support this, store a 'struct bio_post_read_ctx' in ->bi_private
which contains a work struct, a bitmask of postprocessing steps that are
enabled, and an indicator of the current step.  The bio completion
routine, if there was no I/O error, enqueues the first postprocessing
step.  When that completes, it continues to the next step.  Pages that
fail any postprocessing step have PageError set.  Once all steps have
completed, pages without PageError set are set Uptodate, and all pages
are unlocked.

Also replace f2fs_encrypted_file() with a new function
f2fs_post_read_required() in places like direct I/O and garbage
collection that really should be testing whether the file needs special
I/O processing, not whether it is encrypted specifically.

This may also be useful for other future f2fs features such as
compression.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

fscrypt: allow synchronous bio decryption

Currently, fscrypt provides fscrypt_decrypt_bio_pages() which decrypts a
bio's pages asynchronously, then unlocks them afterwards.  But, this
assumes that decryption is the last "postprocessing step" for the bio,
so it's incompatible with additional postprocessing steps such as
authenticity verification after decryption.

Therefore, rename the existing fscrypt_decrypt_bio_pages() to
fscrypt_enqueue_decrypt_bio().  Then, add fscrypt_decrypt_bio() which
decrypts the pages in the bio synchronously without unlocking the pages,
nor setting them Uptodate; and add fscrypt_enqueue_decrypt_work(), which
enqueues work on the fscrypt_read_workqueue.  The new functions will be
used by filesystems that support both fscrypt and fs-verity.

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: remain written times to update inode during fsync

This fixes xfstests/generic/392.

The failure was caused by different times between 1) one marked in the last
fsync(2) call and 2) the other given by roll-forward recovery after power-cut.
The reason was that we skipped updating inode block at 1), since its i_size
was recoverable along with 4KB-aligned data writes, which was fixed by:
  "f2fs: fix a wrong condition in f2fs_skip_inode_update"

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: make assignment of t->dentry_bitmap more readable

In make_dentry_ptr_block, it is confused with "&" for t->dentry_bitmap
but without "&" for t->dentry, so delete "&" to make code more readable.

Signed-off-by: Yunlong Song <yunlong.song@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: truncate preallocated blocks in error case

If write is failed, we must deallocate the blocks that we couldn't write.

Cc: stable@vger.kernel.org
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix a wrong condition in f2fs_skip_inode_update

Fix commit 97dd26ad8347 (f2fs: fix wrong AUTO_RECOVER condition).
We should use ~PAGE_MASK to determine whether i_size is aligned to
the f2fs's block size or not.

Signed-off-by: Junling Zheng <zhengjunling@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: reserve bits for fs-verity

Reserve an F2FS feature flag and inode flag for fs-verity.  This is an
in-development feature that is planned be discussed at LSF/MM 2018 [1].
It will provide file-based integrity and authenticity for read-only
files.  Most code will be in a filesystem-independent module, with
smaller changes needed to individual filesystems that opt-in to
supporting the feature.  An early prototype supporting F2FS is available
[2].  Reserving the F2FS on-disk bits for fs-verity will prevent users
of the prototype from conflicting with other new F2FS features.

Note that we're reserving the inode flag in f2fs_inode.i_advise, which
isn't really appropriate since it's not a hint or advice.  But
->i_advise is already being used to hold the 'encrypt' flag; and F2FS's
->i_flags uses the generic FS_* values, so it seems ->i_flags can't be
used for an F2FS-specific flag without additional work to remove the
assumption that ->i_flags uses the generic flags namespace.

[1] https://marc.info/?l=linux-fsdevel&m=151690752225644
[2] https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/mhalcrow/linux.git/log/?h=fs-verity-dev

Signed-off-by: Eric Biggers <ebiggers@google.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: Add a segment type check in inplace write

This patch add a segment type check in IPU, in
case of something wrong with blkadd in dnode.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: no need to initialize zero value for GFP_F2FS_ZERO

Since f2fs_inode_info is allocated with flag GFP_F2FS_ZERO, so we do not
need to initialize zero value for its member any more.

Signed-off-by: Yunlong Song <yunlong.song@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: don't track new nat entry in nat set

Nat entry set is used only in checkpoint(), and during checkpoint() we
won't flush new nat entry with unallocated address, so we don't need to
add new nat entry into nat set, then nat_entry_set::entry_cnt can
indicate actual entry count we need to flush in checkpoint().

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: clean up with F2FS_BLK_ALIGN

Clean up F2FS_BYTES_TO_BLK(x + F2FS_BLKSIZE - 1) with F2FS_BLK_ALIGN(x).

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: check blkaddr more accuratly before issue a bio

This patch check blkaddr more accuratly before issue a
write or read bio.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: Set GF_NOFS in read_cache_page_gfp while doing f2fs_quota_read

Quota code itself is serializing the operations by taking mutex_lock.
It seems a below deadlock can happen if GF_NOFS is not used in
f2fs_quota_read

__switch_to+0x88
__schedule+0x5b0
schedule+0x78
schedule_preempt_disabled+0x20
__mutex_lock_slowpath+0xdc    //mutex owner is itself
mutex_lock+0x2c
dquot_commit+0x30 //mutex_lock(&dqopt->dqio_mutex);
dqput+0xe0
__dquot_drop+0x80
dquot_drop+0x48
f2fs_evict_inode+0x218
evict+0xa8
dispose_list+0x3c
prune_icache_sb+0x58
super_cache_scan+0xf4
do_shrink_slab+0x208
shrink_slab.part.40+0xac
shrink_zone+0x1b0
do_try_to_free_pages+0x25c
try_to_free_pages+0x164
__alloc_pages_nodemask+0x534
do_read_cache_page+0x6c
read_cache_page+0x14
f2fs_quota_read+0xa4
read_blk+0x54
find_tree_dqentry+0xe4
find_tree_dqentry+0xb8
find_tree_dqentry+0xb8
find_tree_dqentry+0xb8
qtree_read_dquot+0x68
v2_read_dquot+0x24
dquot_acquire+0x5c // mutex_lock(&dqopt->dqio_mutex);
dqget+0x238
__dquot_initialize+0xd4
dquot_initialize+0x10
dquot_file_open+0x34
f2fs_file_open+0x6c
do_dentry_open+0x1e4
vfs_open+0x6c
path_openat+0xa20
do_filp_open+0x4c
do_sys_open+0x178

Signed-off-by: Ritesh Harjani <riteshh@codeaurora.org>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: introduce a new mount option test_dummy_encryption

This patch introduces a new mount option `test_dummy_encryption'
to allow fscrypt to create a fake fscrypt context. This is used
by xfstests.

Signed-off-by: Sheng Yong <shengyong1@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: introduce F2FS_FEATURE_LOST_FOUND feature

This patch introduces a new feature, F2FS_FEATURE_LOST_FOUND, which
is set by mkfs. mkfs creates a directory named lost+found, which saves
unreachable files. If fsck finds a file which has no parent, or its
parent is removed by fsck, the file will be placed under lost+found
directory by fsck.

lost+found directory could not be encrypted. As a result, the root
directory cannot be encrypted too. So if LOST_FOUND feature is enabled,
let's avoid to encrypt root directory.

Signed-off-by: Sheng Yong <shengyong1@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: release locks before return in f2fs_ioc_gc_range()

Currently, we will leave the kernel with locks still held when the gc_range
is invalid. This patch fixes the bug.

Signed-off-by: Qiuyang Sun <sunqiuyang@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: align memory boundary for bitops

For example, in arm64, free_nid_bitmap should be aligned to word size in order
to use bit operations.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: remove unneeded set_cold_node()

When setting COLD_BIT_SHIFT flag in node block, we only need to call
set_cold_node() in new_node_page() and recover_inode_page() during
node page initialization. So remove unneeded set_cold_node() in other
places.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: add nowait aio support

This patch adds nowait aio support[1].

Return EAGAIN if any of the following checks fail for direct I/O:
  - i_rwsem is not lockable
  - Blocks are not allocated at the write location

And xfstests generic/471 is passed.

 [1]: 6be96d "Introduce RWF_NOWAIT and FMODE_AIO_NOWAIT"

Signed-off-by: Hyunchul Lee <cheol.lee@lge.com>
Reviewed-by: Goldwyn Rodrigues <rgoldwyn@suse.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: wrap all options with f2fs_sb_info.mount_opt

This patch merges miscellaneous mount options into struct f2fs_mount_info,
After this patch, once we add new mount option, we don't need to worry
about recovery of it in remount_fs(), since we will recover the
f2fs_sb_info.mount_opt including all options.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: Don't overwrite all types of node to keep node chain

Currently, we enable node SSR by default, and mixed
different types of node segment to do SSR more intensively.
Although reuse warm node is not allowed, warm node chain
will be destroyed by errors introduced by other types
node chain. So we'd better forbid reusing all types
of node to keep warm node chain.

Signed-off-by: Yunlei He <heyunlei@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: introduce mount option for fsync mode

Commit "0a007b97aad6"(f2fs: recover directory operations by fsync)
fixed xfstest generic/342 case, but it also increased the written
data and caused the performance degradation. In most cases, there's
no need to do so heavy fsync actually.

So we introduce new mount option "fsync_mode={posix,strict}" to
control the policy of fsync. "fsync_mode=posix" is set by default,
and means that f2fs uses a light fsync, which follows POSIX semantics.
And "fsync_mode=strict" means that it's a heavy fsync, which behaves
in line with xfs, ext4 and btrfs, where generic/342 will pass, but
the performance will regress.

Signed-off-by: Junling Zheng <zhengjunling@huawei.com>
Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix to restore old mount option in ->remount_fs

This patch fixes to restore old mount option once we encounter failure
in ->remount_fs.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: wrap sb_rdonly with f2fs_readonly

Use f2fs_readonly to wrap sb_rdonly for cleanup, and spread it in
all places.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: avoid selinux denial on CAP_SYS_RESOURCE

This fixes CAP_SYS_RESOURCE denial of selinux when using resgid, since it
seems selinux reports it at the first place, but mostly we don't need to
check this condition first.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: support hot file extension

This patch supports to recognize hot file extension in f2fs, so that we
can allocate proper hot segment location for its data, which can lead to
better hot/cold seperation in filesystem.

In addition, we changes a bit on query/add/del operation method for
extension_list sysfs entry as below:

- Query: cat /sys/fs/f2fs/<disk>/extension_list
- Add: echo 'extension' > /sys/fs/f2fs/<disk>/extension_list
- Del: echo '!extension' > /sys/fs/f2fs/<disk>/extension_list
- Add: echo '[h/c]extension' > /sys/fs/f2fs/<disk>/extension_list
- Del: echo '[h/c]!extension' > /sys/fs/f2fs/<disk>/extension_list
- [h] means add/del hot file extension
- [c] means add/del cold file extension

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: fix to avoid race in between atomic write and background GC

Sqlite user Background GC
- move_data_block
  : move page #1
 - f2fs_is_atomic_file
- f2fs_ioc_start_atomic_write
- f2fs_ioc_commit_atomic_write
 - commit_inmem_pages
   : commit page #1 & set node #2 dirty
 - f2fs_submit_page_write
  - f2fs_update_data_blkaddr
   - set_page_dirty
     : set node #2 dirty
 - f2fs_do_sync_file
  - fsync_node_pages
   : commit node #1 & node #2, then sudden power-cut

In a race case, we may check FI_ATOMIC_FILE flag before starting atomic
write flow, then we will commit meta data before data with reversed
order, after a sudden pow-cut, database transaction will be inconsistent.

So we'd better to exclude gc/atomic_write to each other by using lock
instead of flag checking.

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: do gc in greedy mode for whole range if gc_urgent mode is set

Otherwise, f2fs conducts GC on 8GB range only based on slow cost-benefit.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: issue discard aggressively in the gc_urgent mode

This patch avoids to skip discard commands when user sets gc_urgent mode.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: set readdir_ra by default

It gives general readdir improvement.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: add auto tuning for small devices

If f2fs is running on top of very small devices, it's worth to avoid abusing
free LBAs. In order to achieve that, this patch introduces some parameter
tuning.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: add mount option for segment allocation policy

This patch adds an mount option, "alloc_mode=%s" having two options, "default"
and "reuse".

In "alloc_mode=reuse" case, f2fs starts to allocate segments from 0'th segment
all the time to reassign segments. It'd be useful for small-sized eMMC parts.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: don't stop GC if GC is contended

Let's do GC as much as possible, while gc_urgent is set.

Reviewed-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>

f2fs: expose extension_list sysfs entry

This patch adds a sysfs entry 'extension_list' to support
query/add/del item in extension list.

Query:
cat /sys/fs/f2fs/<device>/extension_list

Add:
echo 'extension' > /sys/fs/f2fs/<device>/extension_list

Del:
echo '!extension' > /sys/fs/f2fs/<device>/extension_list

Signed-off-by: Chao Yu <yuchao0@huawei.com>
Signed-off-by: Jaegeuk Kim <jaegeuk@kernel.org>