]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/ufs/ffs/ffs_subr.c
Various new check-hash checks have been added to the UFS filesystem
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / ufs / ffs / ffs_subr.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
3  *
4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1989, 1993
5  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
6  *
7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8  * modification, are permitted provided that the following conditions
9  * are met:
10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
16  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
17  *    without specific prior written permission.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
20  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
21  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
22  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
23  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
24  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
25  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
26  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
27  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
28  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
29  * SUCH DAMAGE.
30  *
31  *      @(#)ffs_subr.c  8.5 (Berkeley) 3/21/95
32  */
33
34 #include <sys/cdefs.h>
35 __FBSDID("$FreeBSD$");
36
37 #include <sys/param.h>
38
39 #ifndef _KERNEL
40 #include <stdio.h>
41 #include <string.h>
42 #include <stdlib.h>
43 #include <time.h>
44 #include <sys/errno.h>
45 #include <ufs/ufs/dinode.h>
46 #include <ufs/ffs/fs.h>
47
48 uint32_t calculate_crc32c(uint32_t, const void *, size_t);
49 uint32_t ffs_calc_sbhash(struct fs *);
50 struct malloc_type;
51 #define UFS_MALLOC(size, type, flags) malloc(size)
52 #define UFS_FREE(ptr, type) free(ptr)
53 /*
54  * Request standard superblock location in ffs_sbget
55  */
56 #define STDSB                   -1      /* Fail if check-hash is bad */
57 #define STDSB_NOHASHFAIL        -2      /* Ignore check-hash failure */
58
59 #else /* _KERNEL */
60 #include <sys/systm.h>
61 #include <sys/gsb_crc32.h>
62 #include <sys/lock.h>
63 #include <sys/malloc.h>
64 #include <sys/mount.h>
65 #include <sys/vnode.h>
66 #include <sys/bio.h>
67 #include <sys/buf.h>
68 #include <sys/ucred.h>
69
70 #include <ufs/ufs/quota.h>
71 #include <ufs/ufs/inode.h>
72 #include <ufs/ufs/extattr.h>
73 #include <ufs/ufs/ufsmount.h>
74 #include <ufs/ufs/ufs_extern.h>
75 #include <ufs/ffs/ffs_extern.h>
76 #include <ufs/ffs/fs.h>
77
78 #define UFS_MALLOC(size, type, flags) malloc(size, type, flags)
79 #define UFS_FREE(ptr, type) free(ptr, type)
80
81 #endif /* _KERNEL */
82
83 /*
84  * Verify an inode check-hash.
85  */
86 int
87 ffs_verify_dinode_ckhash(struct fs *fs, struct ufs2_dinode *dip)
88 {
89         uint32_t ckhash, save_ckhash;
90
91         /*
92          * Return success if unallocated or we are not doing inode check-hash.
93          */
94         if (dip->di_mode == 0 || (fs->fs_metackhash & CK_INODE) == 0)
95                 return (0);
96         /*
97          * Exclude di_ckhash from the crc32 calculation, e.g., always use
98          * a check-hash value of zero when calculating the check-hash.
99          */
100         save_ckhash = dip->di_ckhash;
101         dip->di_ckhash = 0;
102         ckhash = calculate_crc32c(~0L, (void *)dip, sizeof(*dip));
103         dip->di_ckhash = save_ckhash;
104         if (save_ckhash == ckhash)
105                 return (0);
106         return (EINVAL);
107 }
108
109 /*
110  * Update an inode check-hash.
111  */
112 void
113 ffs_update_dinode_ckhash(struct fs *fs, struct ufs2_dinode *dip)
114 {
115
116         if (dip->di_mode == 0 || (fs->fs_metackhash & CK_INODE) == 0)
117                 return;
118         /*
119          * Exclude old di_ckhash from the crc32 calculation, e.g., always use
120          * a check-hash value of zero when calculating the new check-hash.
121          */
122         dip->di_ckhash = 0;
123         dip->di_ckhash = calculate_crc32c(~0L, (void *)dip, sizeof(*dip));
124 }
125
126 /*
127  * These are the low-level functions that actually read and write
128  * the superblock and its associated data.
129  */
130 static off_t sblock_try[] = SBLOCKSEARCH;
131 static int readsuper(void *, struct fs **, off_t, int, int,
132         int (*)(void *, off_t, void **, int));
133
134 /*
135  * Read a superblock from the devfd device.
136  *
137  * If an alternate superblock is specified, it is read. Otherwise the
138  * set of locations given in the SBLOCKSEARCH list is searched for a
139  * superblock. Memory is allocated for the superblock by the readfunc and
140  * is returned. If filltype is non-NULL, additional memory is allocated
141  * of type filltype and filled in with the superblock summary information.
142  * All memory is freed when any error is returned.
143  *
144  * If a superblock is found, zero is returned. Otherwise one of the
145  * following error values is returned:
146  *     EIO: non-existent or truncated superblock.
147  *     EIO: error reading summary information.
148  *     ENOENT: no usable known superblock found.
149  *     ENOSPC: failed to allocate space for the superblock.
150  *     EINVAL: The previous newfs operation on this volume did not complete.
151  *         The administrator must complete newfs before using this volume.
152  */
153 int
154 ffs_sbget(void *devfd, struct fs **fsp, off_t altsblock,
155     struct malloc_type *filltype,
156     int (*readfunc)(void *devfd, off_t loc, void **bufp, int size))
157 {
158         struct fs *fs;
159         struct fs_summary_info *fs_si;
160         int i, error, size, blks;
161         uint8_t *space;
162         int32_t *lp;
163         int chkhash;
164         char *buf;
165
166         fs = NULL;
167         *fsp = NULL;
168         if (altsblock >= 0) {
169                 if ((error = readsuper(devfd, &fs, altsblock, 1, 0,
170                      readfunc)) != 0) {
171                         if (fs != NULL)
172                                 UFS_FREE(fs, filltype);
173                         return (error);
174                 }
175         } else {
176                 chkhash = 1;
177                 if (altsblock == STDSB_NOHASHFAIL)
178                         chkhash = 0;
179                 for (i = 0; sblock_try[i] != -1; i++) {
180                         if ((error = readsuper(devfd, &fs, sblock_try[i], 0,
181                              chkhash, readfunc)) == 0)
182                                 break;
183                         if (fs != NULL) {
184                                 UFS_FREE(fs, filltype);
185                                 fs = NULL;
186                         }
187                         if (error == ENOENT)
188                                 continue;
189                         return (error);
190                 }
191                 if (sblock_try[i] == -1)
192                         return (ENOENT);
193         }
194         /*
195          * Read in the superblock summary information.
196          */
197         size = fs->fs_cssize;
198         blks = howmany(size, fs->fs_fsize);
199         if (fs->fs_contigsumsize > 0)
200                 size += fs->fs_ncg * sizeof(int32_t);
201         size += fs->fs_ncg * sizeof(u_int8_t);
202         /* When running in libufs or libsa, UFS_MALLOC may fail */
203         if ((fs_si = UFS_MALLOC(sizeof(*fs_si), filltype, M_WAITOK)) == NULL) {
204                 UFS_FREE(fs, filltype);
205                 return (ENOSPC);
206         }
207         bzero(fs_si, sizeof(*fs_si));
208         fs->fs_si = fs_si;
209         if ((space = UFS_MALLOC(size, filltype, M_WAITOK)) == NULL) {
210                 UFS_FREE(fs->fs_si, filltype);
211                 UFS_FREE(fs, filltype);
212                 return (ENOSPC);
213         }
214         fs->fs_csp = (struct csum *)space;
215         for (i = 0; i < blks; i += fs->fs_frag) {
216                 size = fs->fs_bsize;
217                 if (i + fs->fs_frag > blks)
218                         size = (blks - i) * fs->fs_fsize;
219                 buf = NULL;
220                 error = (*readfunc)(devfd,
221                     dbtob(fsbtodb(fs, fs->fs_csaddr + i)), (void **)&buf, size);
222                 if (error) {
223                         if (buf != NULL)
224                                 UFS_FREE(buf, filltype);
225                         UFS_FREE(fs->fs_csp, filltype);
226                         UFS_FREE(fs->fs_si, filltype);
227                         UFS_FREE(fs, filltype);
228                         return (error);
229                 }
230                 memcpy(space, buf, size);
231                 UFS_FREE(buf, filltype);
232                 space += size;
233         }
234         if (fs->fs_contigsumsize > 0) {
235                 fs->fs_maxcluster = lp = (int32_t *)space;
236                 for (i = 0; i < fs->fs_ncg; i++)
237                         *lp++ = fs->fs_contigsumsize;
238                 space = (uint8_t *)lp;
239         }
240         size = fs->fs_ncg * sizeof(u_int8_t);
241         fs->fs_contigdirs = (u_int8_t *)space;
242         bzero(fs->fs_contigdirs, size);
243         *fsp = fs;
244         return (0);
245 }
246
247 /*
248  * Try to read a superblock from the location specified by sblockloc.
249  * Return zero on success or an errno on failure.
250  */
251 static int
252 readsuper(void *devfd, struct fs **fsp, off_t sblockloc, int isaltsblk,
253     int chkhash, int (*readfunc)(void *devfd, off_t loc, void **bufp, int size))
254 {
255         struct fs *fs;
256         int error, res;
257         uint32_t ckhash;
258
259         error = (*readfunc)(devfd, sblockloc, (void **)fsp, SBLOCKSIZE);
260         if (error != 0)
261                 return (error);
262         fs = *fsp;
263         if (fs->fs_magic == FS_BAD_MAGIC)
264                 return (EINVAL);
265         if (((fs->fs_magic == FS_UFS1_MAGIC && (isaltsblk ||
266               sblockloc <= SBLOCK_UFS1)) ||
267              (fs->fs_magic == FS_UFS2_MAGIC && (isaltsblk ||
268               sblockloc == fs->fs_sblockloc))) &&
269             fs->fs_ncg >= 1 &&
270             fs->fs_bsize >= MINBSIZE &&
271             fs->fs_bsize <= MAXBSIZE &&
272             fs->fs_bsize >= roundup(sizeof(struct fs), DEV_BSIZE) &&
273             fs->fs_sbsize <= SBLOCKSIZE) {
274                 /*
275                  * If the filesystem has been run on a kernel without
276                  * metadata check hashes, disable them.
277                  */
278                 if ((fs->fs_flags & FS_METACKHASH) == 0)
279                         fs->fs_metackhash = 0;
280                 /*
281                  * Clear any check-hashes that are not maintained
282                  * by this kernel. Also clear any unsupported flags.
283                  */
284                 fs->fs_metackhash &= CK_SUPPORTED;
285                 fs->fs_flags &= FS_SUPPORTED;
286                 if (fs->fs_ckhash != (ckhash = ffs_calc_sbhash(fs))) {
287 #ifdef _KERNEL
288                         res = uprintf("Superblock check-hash failed: recorded "
289                             "check-hash 0x%x != computed check-hash 0x%x%s\n",
290                             fs->fs_ckhash, ckhash,
291                             chkhash == 0 ? " (Ignored)" : "");
292 #else
293                         res = 0;
294 #endif
295                         /*
296                          * Print check-hash failure if no controlling terminal
297                          * in kernel or always if in user-mode (libufs).
298                          */
299                         if (res == 0)
300                                 printf("Superblock check-hash failed: recorded "
301                                     "check-hash 0x%x != computed check-hash "
302                                     "0x%x%s\n", fs->fs_ckhash, ckhash,
303                                     chkhash == 0 ? " (Ignored)" : "");
304                         if (chkhash == 0) {
305                                 fs->fs_flags |= FS_NEEDSFSCK;
306                                 fs->fs_fmod = 1;
307                                 return (0);
308                         }
309                         fs->fs_fmod = 0;
310                         return (EINTEGRITY);
311                 }
312                 /* Have to set for old filesystems that predate this field */
313                 fs->fs_sblockactualloc = sblockloc;
314                 /* Not yet any summary information */
315                 fs->fs_si = NULL;
316                 return (0);
317         }
318         return (ENOENT);
319 }
320
321 /*
322  * Write a superblock to the devfd device from the memory pointed to by fs.
323  * Write out the superblock summary information if it is present.
324  *
325  * If the write is successful, zero is returned. Otherwise one of the
326  * following error values is returned:
327  *     EIO: failed to write superblock.
328  *     EIO: failed to write superblock summary information.
329  */
330 int
331 ffs_sbput(void *devfd, struct fs *fs, off_t loc,
332     int (*writefunc)(void *devfd, off_t loc, void *buf, int size))
333 {
334         int i, error, blks, size;
335         uint8_t *space;
336
337         /*
338          * If there is summary information, write it first, so if there
339          * is an error, the superblock will not be marked as clean.
340          */
341         if (fs->fs_si != NULL && fs->fs_csp != NULL) {
342                 blks = howmany(fs->fs_cssize, fs->fs_fsize);
343                 space = (uint8_t *)fs->fs_csp;
344                 for (i = 0; i < blks; i += fs->fs_frag) {
345                         size = fs->fs_bsize;
346                         if (i + fs->fs_frag > blks)
347                                 size = (blks - i) * fs->fs_fsize;
348                         if ((error = (*writefunc)(devfd,
349                              dbtob(fsbtodb(fs, fs->fs_csaddr + i)),
350                              space, size)) != 0)
351                                 return (error);
352                         space += size;
353                 }
354         }
355         fs->fs_fmod = 0;
356 #ifndef _KERNEL
357         {
358                 struct fs_summary_info *fs_si;
359
360                 fs->fs_time = time(NULL);
361                 /* Clear the pointers for the duration of writing. */
362                 fs_si = fs->fs_si;
363                 fs->fs_si = NULL;
364                 fs->fs_ckhash = ffs_calc_sbhash(fs);
365                 error = (*writefunc)(devfd, loc, fs, fs->fs_sbsize);
366                 fs->fs_si = fs_si;
367         }
368 #else /* _KERNEL */
369         fs->fs_time = time_second;
370         fs->fs_ckhash = ffs_calc_sbhash(fs);
371         error = (*writefunc)(devfd, loc, fs, fs->fs_sbsize);
372 #endif /* _KERNEL */
373         return (error);
374 }
375
376 /*
377  * Calculate the check-hash for a superblock.
378  */
379 uint32_t
380 ffs_calc_sbhash(struct fs *fs)
381 {
382         uint32_t ckhash, save_ckhash;
383
384         /*
385          * A filesystem that was using a superblock ckhash may be moved
386          * to an older kernel that does not support ckhashes. The
387          * older kernel will clear the FS_METACKHASH flag indicating
388          * that it does not update hashes. When the disk is moved back
389          * to a kernel capable of ckhashes it disables them on mount:
390          *
391          *      if ((fs->fs_flags & FS_METACKHASH) == 0)
392          *              fs->fs_metackhash = 0;
393          *
394          * This leaves (fs->fs_metackhash & CK_SUPERBLOCK) == 0) with an
395          * old stale value in the fs->fs_ckhash field. Thus the need to
396          * just accept what is there.
397          */
398         if ((fs->fs_metackhash & CK_SUPERBLOCK) == 0)
399                 return (fs->fs_ckhash);
400
401         save_ckhash = fs->fs_ckhash;
402         fs->fs_ckhash = 0;
403         /*
404          * If newly read from disk, the caller is responsible for
405          * verifying that fs->fs_sbsize <= SBLOCKSIZE.
406          */
407         ckhash = calculate_crc32c(~0L, (void *)fs, fs->fs_sbsize);
408         fs->fs_ckhash = save_ckhash;
409         return (ckhash);
410 }
411
412 /*
413  * Update the frsum fields to reflect addition or deletion
414  * of some frags.
415  */
416 void
417 ffs_fragacct(struct fs *fs, int fragmap, int32_t fraglist[], int cnt)
418 {
419         int inblk;
420         int field, subfield;
421         int siz, pos;
422
423         inblk = (int)(fragtbl[fs->fs_frag][fragmap]) << 1;
424         fragmap <<= 1;
425         for (siz = 1; siz < fs->fs_frag; siz++) {
426                 if ((inblk & (1 << (siz + (fs->fs_frag % NBBY)))) == 0)
427                         continue;
428                 field = around[siz];
429                 subfield = inside[siz];
430                 for (pos = siz; pos <= fs->fs_frag; pos++) {
431                         if ((fragmap & field) == subfield) {
432                                 fraglist[siz] += cnt;
433                                 pos += siz;
434                                 field <<= siz;
435                                 subfield <<= siz;
436                         }
437                         field <<= 1;
438                         subfield <<= 1;
439                 }
440         }
441 }
442
443 /*
444  * block operations
445  *
446  * check if a block is available
447  */
448 int
449 ffs_isblock(struct fs *fs, unsigned char *cp, ufs1_daddr_t h)
450 {
451         unsigned char mask;
452
453         switch ((int)fs->fs_frag) {
454         case 8:
455                 return (cp[h] == 0xff);
456         case 4:
457                 mask = 0x0f << ((h & 0x1) << 2);
458                 return ((cp[h >> 1] & mask) == mask);
459         case 2:
460                 mask = 0x03 << ((h & 0x3) << 1);
461                 return ((cp[h >> 2] & mask) == mask);
462         case 1:
463                 mask = 0x01 << (h & 0x7);
464                 return ((cp[h >> 3] & mask) == mask);
465         default:
466 #ifdef _KERNEL
467                 panic("ffs_isblock");
468 #endif
469                 break;
470         }
471         return (0);
472 }
473
474 /*
475  * check if a block is free
476  */
477 int
478 ffs_isfreeblock(struct fs *fs, u_char *cp, ufs1_daddr_t h)
479 {
480
481         switch ((int)fs->fs_frag) {
482         case 8:
483                 return (cp[h] == 0);
484         case 4:
485                 return ((cp[h >> 1] & (0x0f << ((h & 0x1) << 2))) == 0);
486         case 2:
487                 return ((cp[h >> 2] & (0x03 << ((h & 0x3) << 1))) == 0);
488         case 1:
489                 return ((cp[h >> 3] & (0x01 << (h & 0x7))) == 0);
490         default:
491 #ifdef _KERNEL
492                 panic("ffs_isfreeblock");
493 #endif
494                 break;
495         }
496         return (0);
497 }
498
499 /*
500  * take a block out of the map
501  */
502 void
503 ffs_clrblock(struct fs *fs, u_char *cp, ufs1_daddr_t h)
504 {
505
506         switch ((int)fs->fs_frag) {
507         case 8:
508                 cp[h] = 0;
509                 return;
510         case 4:
511                 cp[h >> 1] &= ~(0x0f << ((h & 0x1) << 2));
512                 return;
513         case 2:
514                 cp[h >> 2] &= ~(0x03 << ((h & 0x3) << 1));
515                 return;
516         case 1:
517                 cp[h >> 3] &= ~(0x01 << (h & 0x7));
518                 return;
519         default:
520 #ifdef _KERNEL
521                 panic("ffs_clrblock");
522 #endif
523                 break;
524         }
525 }
526
527 /*
528  * put a block into the map
529  */
530 void
531 ffs_setblock(struct fs *fs, unsigned char *cp, ufs1_daddr_t h)
532 {
533
534         switch ((int)fs->fs_frag) {
535         case 8:
536                 cp[h] = 0xff;
537                 return;
538         case 4:
539                 cp[h >> 1] |= (0x0f << ((h & 0x1) << 2));
540                 return;
541         case 2:
542                 cp[h >> 2] |= (0x03 << ((h & 0x3) << 1));
543                 return;
544         case 1:
545                 cp[h >> 3] |= (0x01 << (h & 0x7));
546                 return;
547         default:
548 #ifdef _KERNEL
549                 panic("ffs_setblock");
550 #endif
551                 break;
552         }
553 }
554
555 /*
556  * Update the cluster map because of an allocation or free.
557  *
558  * Cnt == 1 means free; cnt == -1 means allocating.
559  */
560 void
561 ffs_clusteracct(struct fs *fs, struct cg *cgp, ufs1_daddr_t blkno, int cnt)
562 {
563         int32_t *sump;
564         int32_t *lp;
565         u_char *freemapp, *mapp;
566         int i, start, end, forw, back, map;
567         u_int bit;
568
569         if (fs->fs_contigsumsize <= 0)
570                 return;
571         freemapp = cg_clustersfree(cgp);
572         sump = cg_clustersum(cgp);
573         /*
574          * Allocate or clear the actual block.
575          */
576         if (cnt > 0)
577                 setbit(freemapp, blkno);
578         else
579                 clrbit(freemapp, blkno);
580         /*
581          * Find the size of the cluster going forward.
582          */
583         start = blkno + 1;
584         end = start + fs->fs_contigsumsize;
585         if (end >= cgp->cg_nclusterblks)
586                 end = cgp->cg_nclusterblks;
587         mapp = &freemapp[start / NBBY];
588         map = *mapp++;
589         bit = 1U << (start % NBBY);
590         for (i = start; i < end; i++) {
591                 if ((map & bit) == 0)
592                         break;
593                 if ((i & (NBBY - 1)) != (NBBY - 1)) {
594                         bit <<= 1;
595                 } else {
596                         map = *mapp++;
597                         bit = 1;
598                 }
599         }
600         forw = i - start;
601         /*
602          * Find the size of the cluster going backward.
603          */
604         start = blkno - 1;
605         end = start - fs->fs_contigsumsize;
606         if (end < 0)
607                 end = -1;
608         mapp = &freemapp[start / NBBY];
609         map = *mapp--;
610         bit = 1U << (start % NBBY);
611         for (i = start; i > end; i--) {
612                 if ((map & bit) == 0)
613                         break;
614                 if ((i & (NBBY - 1)) != 0) {
615                         bit >>= 1;
616                 } else {
617                         map = *mapp--;
618                         bit = 1U << (NBBY - 1);
619                 }
620         }
621         back = start - i;
622         /*
623          * Account for old cluster and the possibly new forward and
624          * back clusters.
625          */
626         i = back + forw + 1;
627         if (i > fs->fs_contigsumsize)
628                 i = fs->fs_contigsumsize;
629         sump[i] += cnt;
630         if (back > 0)
631                 sump[back] -= cnt;
632         if (forw > 0)
633                 sump[forw] -= cnt;
634         /*
635          * Update cluster summary information.
636          */
637         lp = &sump[fs->fs_contigsumsize];
638         for (i = fs->fs_contigsumsize; i > 0; i--)
639                 if (*lp-- > 0)
640                         break;
641         fs->fs_maxcluster[cgp->cg_cgx] = i;
642 }