fs/ubifs/sb.c

   1 /*
   2  * This file is part of UBIFS.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2006-2008 Nokia Corporation.
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published by
   8  * the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  11  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  12  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for
  13  * more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  16  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 51
  17  * Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  18  *
  19  * Authors: Artem Bityutskiy (Битюцкий Артём)
  20  *          Adrian Hunter
  21  */
  22
  23 /*
  24  * This file implements UBIFS superblock. The superblock is stored at the first
  25  * LEB of the volume and is never changed by UBIFS. Only user-space tools may
  26  * change it. The superblock node mostly contains geometry information.
  27  */
  28
  29 #include "ubifs.h"
  30 #include <linux/slab.h>
  31 #include <linux/math64.h>
  32 #include <linux/uuid.h>
  33
  34 /*
  35  * Default journal size in logical eraseblocks as a percent of total
  36  * flash size.
  37  */
  38 #define DEFAULT_JNL_PERCENT 5
  39
  40 /* Default maximum journal size in bytes */
  41 #define DEFAULT_MAX_JNL (32*1024*1024)
  42
  43 /* Default indexing tree fanout */
  44 #define DEFAULT_FANOUT 8
  45
  46 /* Default number of data journal heads */
  47 #define DEFAULT_JHEADS_CNT 1
  48
  49 /* Default positions of different LEBs in the main area */
  50 #define DEFAULT_IDX_LEB  0
  51 #define DEFAULT_DATA_LEB 1
  52 #define DEFAULT_GC_LEB   2
  53
  54 /* Default number of LEB numbers in LPT's save table */
  55 #define DEFAULT_LSAVE_CNT 256
  56
  57 /* Default reserved pool size as a percent of maximum free space */
  58 #define DEFAULT_RP_PERCENT 5
  59
  60 /* The default maximum size of reserved pool in bytes */
  61 #define DEFAULT_MAX_RP_SIZE (5*1024*1024)
  62
  63 /* Default time granularity in nanoseconds */
  64 #define DEFAULT_TIME_GRAN 1000000000
  65
  66 static int get_default_compressor(struct ubifs_info *c)
  67 {
  68         if (ubifs_compr_present(c, UBIFS_COMPR_LZO))
  69                 return UBIFS_COMPR_LZO;
  70
  71         if (ubifs_compr_present(c, UBIFS_COMPR_ZLIB))
  72                 return UBIFS_COMPR_ZLIB;
  73
  74         return UBIFS_COMPR_NONE;
  75 }
  76
  77 /**
  78  * create_default_filesystem - format empty UBI volume.
  79  * @c: UBIFS file-system description object
  80  *
  81  * This function creates default empty file-system. Returns zero in case of
  82  * success and a negative error code in case of failure.
  83  */
  84 static int create_default_filesystem(struct ubifs_info *c)
  85 {
  86         struct ubifs_sb_node *sup;
  87         struct ubifs_mst_node *mst;
  88         struct ubifs_idx_node *idx;
  89         struct ubifs_branch *br;
  90         struct ubifs_ino_node *ino;
  91         struct ubifs_cs_node *cs;
  92         union ubifs_key key;
  93         int err, tmp, jnl_lebs, log_lebs, max_buds, main_lebs, main_first;
  94         int lpt_lebs, lpt_first, orph_lebs, big_lpt, ino_waste, sup_flags = 0;
  95         int min_leb_cnt = UBIFS_MIN_LEB_CNT;
  96         int idx_node_size;
  97         long long tmp64, main_bytes;
  98         __le64 tmp_le64;
  99         __le32 tmp_le32;
 100         struct timespec64 ts;
 101         u8 hash[UBIFS_HASH_ARR_SZ];
 102         u8 hash_lpt[UBIFS_HASH_ARR_SZ];
 103
 104         /* Some functions called from here depend on the @c->key_len filed */
 105         c->key_len = UBIFS_SK_LEN;
 106
 107         /*
 108          * First of all, we have to calculate default file-system geometry -
 109          * log size, journal size, etc.
 110          */
 111         if (c->leb_cnt < 0x7FFFFFFF / DEFAULT_JNL_PERCENT)
 112                 /* We can first multiply then divide and have no overflow */
 113                 jnl_lebs = c->leb_cnt * DEFAULT_JNL_PERCENT / 100;
 114         else
 115                 jnl_lebs = (c->leb_cnt / 100) * DEFAULT_JNL_PERCENT;
 116
 117         if (jnl_lebs < UBIFS_MIN_JNL_LEBS)
 118                 jnl_lebs = UBIFS_MIN_JNL_LEBS;
 119         if (jnl_lebs * c->leb_size > DEFAULT_MAX_JNL)
 120                 jnl_lebs = DEFAULT_MAX_JNL / c->leb_size;
 121
 122         /*
 123          * The log should be large enough to fit reference nodes for all bud
 124          * LEBs. Because buds do not have to start from the beginning of LEBs
 125          * (half of the LEB may contain committed data), the log should
 126          * generally be larger, make it twice as large.
 127          */
 128         tmp = 2 * (c->ref_node_alsz * jnl_lebs) + c->leb_size - 1;
 129         log_lebs = tmp / c->leb_size;
 130         /* Plus one LEB reserved for commit */
 131         log_lebs += 1;
 132         if (c->leb_cnt - min_leb_cnt > 8) {
 133                 /* And some extra space to allow writes while committing */
 134                 log_lebs += 1;
 135                 min_leb_cnt += 1;
 136         }
 137
 138         max_buds = jnl_lebs - log_lebs;
 139         if (max_buds < UBIFS_MIN_BUD_LEBS)
 140                 max_buds = UBIFS_MIN_BUD_LEBS;
 141
 142         /*
 143          * Orphan nodes are stored in a separate area. One node can store a lot
 144          * of orphan inode numbers, but when new orphan comes we just add a new
 145          * orphan node. At some point the nodes are consolidated into one
 146          * orphan node.
 147          */
 148         orph_lebs = UBIFS_MIN_ORPH_LEBS;
 149         if (c->leb_cnt - min_leb_cnt > 1)
 150                 /*
 151                  * For debugging purposes it is better to have at least 2
 152                  * orphan LEBs, because the orphan subsystem would need to do
 153                  * consolidations and would be stressed more.
 154                  */
 155                 orph_lebs += 1;
 156
 157         main_lebs = c->leb_cnt - UBIFS_SB_LEBS - UBIFS_MST_LEBS - log_lebs;
 158         main_lebs -= orph_lebs;
 159
 160         lpt_first = UBIFS_LOG_LNUM + log_lebs;
 161         c->lsave_cnt = DEFAULT_LSAVE_CNT;
 162         c->max_leb_cnt = c->leb_cnt;
 163         err = ubifs_create_dflt_lpt(c, &main_lebs, lpt_first, &lpt_lebs,
 164                                     &big_lpt, hash_lpt);
 165         if (err)
 166                 return err;
 167
 168         dbg_gen("LEB Properties Tree created (LEBs %d-%d)", lpt_first,
 169                 lpt_first + lpt_lebs - 1);
 170
 171         main_first = c->leb_cnt - main_lebs;
 172
 173         sup = kzalloc(ALIGN(UBIFS_SB_NODE_SZ, c->min_io_size), GFP_KERNEL);
 174         mst = kzalloc(c->mst_node_alsz, GFP_KERNEL);
 175         idx_node_size = ubifs_idx_node_sz(c, 1);
 176         idx = kzalloc(ALIGN(tmp, c->min_io_size), GFP_KERNEL);
 177         ino = kzalloc(ALIGN(UBIFS_INO_NODE_SZ, c->min_io_size), GFP_KERNEL);
 178         cs = kzalloc(ALIGN(UBIFS_CS_NODE_SZ, c->min_io_size), GFP_KERNEL);
 179
 180         if (!sup || !mst || !idx || !ino || !cs) {
 181                 err = -ENOMEM;
 182                 goto out;
 183         }
 184
 185         /* Create default superblock */
 186
 187         tmp64 = (long long)max_buds * c->leb_size;
 188         if (big_lpt)
 189                 sup_flags |= UBIFS_FLG_BIGLPT;
 190         sup_flags |= UBIFS_FLG_DOUBLE_HASH;
 191
 192         if (ubifs_authenticated(c)) {
 193                 sup_flags |= UBIFS_FLG_AUTHENTICATION;
 194                 sup->hash_algo = cpu_to_le16(c->auth_hash_algo);
 195                 err = ubifs_hmac_wkm(c, sup->hmac_wkm);
 196                 if (err)
 197                         goto out;
 198         } else {
 199                 sup->hash_algo = 0xffff;
 200         }
 201
 202         sup->ch.node_type  = UBIFS_SB_NODE;
 203         sup->key_hash      = UBIFS_KEY_HASH_R5;
 204         sup->flags         = cpu_to_le32(sup_flags);
 205         sup->min_io_size   = cpu_to_le32(c->min_io_size);
 206         sup->leb_size      = cpu_to_le32(c->leb_size);
 207         sup->leb_cnt       = cpu_to_le32(c->leb_cnt);
 208         sup->max_leb_cnt   = cpu_to_le32(c->max_leb_cnt);
 209         sup->max_bud_bytes = cpu_to_le64(tmp64);
 210         sup->log_lebs      = cpu_to_le32(log_lebs);
 211         sup->lpt_lebs      = cpu_to_le32(lpt_lebs);
 212         sup->orph_lebs     = cpu_to_le32(orph_lebs);
 213         sup->jhead_cnt     = cpu_to_le32(DEFAULT_JHEADS_CNT);
 214         sup->fanout        = cpu_to_le32(DEFAULT_FANOUT);
 215         sup->lsave_cnt     = cpu_to_le32(c->lsave_cnt);
 216         sup->fmt_version   = cpu_to_le32(UBIFS_FORMAT_VERSION);
 217         sup->time_gran     = cpu_to_le32(DEFAULT_TIME_GRAN);
 218         if (c->mount_opts.override_compr)
 219                 sup->default_compr = cpu_to_le16(c->mount_opts.compr_type);
 220         else
 221                 sup->default_compr = cpu_to_le16(get_default_compressor(c));
 222
 223         generate_random_uuid(sup->uuid);
 224
 225         main_bytes = (long long)main_lebs * c->leb_size;
 226         tmp64 = div_u64(main_bytes * DEFAULT_RP_PERCENT, 100);
 227         if (tmp64 > DEFAULT_MAX_RP_SIZE)
 228                 tmp64 = DEFAULT_MAX_RP_SIZE;
 229         sup->rp_size = cpu_to_le64(tmp64);
 230         sup->ro_compat_version = cpu_to_le32(UBIFS_RO_COMPAT_VERSION);
 231
 232         dbg_gen("default superblock created at LEB 0:0");
 233
 234         /* Create default master node */
 235
 236         mst->ch.node_type = UBIFS_MST_NODE;
 237         mst->log_lnum     = cpu_to_le32(UBIFS_LOG_LNUM);
 238         mst->highest_inum = cpu_to_le64(UBIFS_FIRST_INO);
 239         mst->cmt_no       = 0;
 240         mst->root_lnum    = cpu_to_le32(main_first + DEFAULT_IDX_LEB);
 241         mst->root_offs    = 0;
 242         tmp = ubifs_idx_node_sz(c, 1);
 243         mst->root_len     = cpu_to_le32(tmp);
 244         mst->gc_lnum      = cpu_to_le32(main_first + DEFAULT_GC_LEB);
 245         mst->ihead_lnum   = cpu_to_le32(main_first + DEFAULT_IDX_LEB);
 246         mst->ihead_offs   = cpu_to_le32(ALIGN(tmp, c->min_io_size));
 247         mst->index_size   = cpu_to_le64(ALIGN(tmp, 8));
 248         mst->lpt_lnum     = cpu_to_le32(c->lpt_lnum);
 249         mst->lpt_offs     = cpu_to_le32(c->lpt_offs);
 250         mst->nhead_lnum   = cpu_to_le32(c->nhead_lnum);
 251         mst->nhead_offs   = cpu_to_le32(c->nhead_offs);
 252         mst->ltab_lnum    = cpu_to_le32(c->ltab_lnum);
 253         mst->ltab_offs    = cpu_to_le32(c->ltab_offs);
 254         mst->lsave_lnum   = cpu_to_le32(c->lsave_lnum);
 255         mst->lsave_offs   = cpu_to_le32(c->lsave_offs);
 256         mst->lscan_lnum   = cpu_to_le32(main_first);
 257         mst->empty_lebs   = cpu_to_le32(main_lebs - 2);
 258         mst->idx_lebs     = cpu_to_le32(1);
 259         mst->leb_cnt      = cpu_to_le32(c->leb_cnt);
 260         ubifs_copy_hash(c, hash_lpt, mst->hash_lpt);
 261
 262         /* Calculate lprops statistics */
 263         tmp64 = main_bytes;
 264         tmp64 -= ALIGN(ubifs_idx_node_sz(c, 1), c->min_io_size);
 265         tmp64 -= ALIGN(UBIFS_INO_NODE_SZ, c->min_io_size);
 266         mst->total_free = cpu_to_le64(tmp64);
 267
 268         tmp64 = ALIGN(ubifs_idx_node_sz(c, 1), c->min_io_size);
 269         ino_waste = ALIGN(UBIFS_INO_NODE_SZ, c->min_io_size) -
 270                           UBIFS_INO_NODE_SZ;
 271         tmp64 += ino_waste;
 272         tmp64 -= ALIGN(ubifs_idx_node_sz(c, 1), 8);
 273         mst->total_dirty = cpu_to_le64(tmp64);
 274
 275         /*  The indexing LEB does not contribute to dark space */
 276         tmp64 = ((long long)(c->main_lebs - 1) * c->dark_wm);
 277         mst->total_dark = cpu_to_le64(tmp64);
 278
 279         mst->total_used = cpu_to_le64(UBIFS_INO_NODE_SZ);
 280
 281         dbg_gen("default master node created at LEB %d:0", UBIFS_MST_LNUM);
 282
 283         /* Create the root indexing node */
 284
 285         c->key_fmt = UBIFS_SIMPLE_KEY_FMT;
 286         c->key_hash = key_r5_hash;
 287
 288         idx->ch.node_type = UBIFS_IDX_NODE;
 289         idx->child_cnt = cpu_to_le16(1);
 290         ino_key_init(c, &key, UBIFS_ROOT_INO);
 291         br = ubifs_idx_branch(c, idx, 0);
 292         key_write_idx(c, &key, &br->key);
 293         br->lnum = cpu_to_le32(main_first + DEFAULT_DATA_LEB);
 294         br->len  = cpu_to_le32(UBIFS_INO_NODE_SZ);
 295
 296         dbg_gen("default root indexing node created LEB %d:0",
 297                 main_first + DEFAULT_IDX_LEB);
 298
 299         /* Create default root inode */
 300
 301         ino_key_init_flash(c, &ino->key, UBIFS_ROOT_INO);
 302         ino->ch.node_type = UBIFS_INO_NODE;
 303         ino->creat_sqnum = cpu_to_le64(++c->max_sqnum);
 304         ino->nlink = cpu_to_le32(2);
 305
 306         ktime_get_real_ts64(&ts);
 307         ts = timespec64_trunc(ts, DEFAULT_TIME_GRAN);
 308         tmp_le64 = cpu_to_le64(ts.tv_sec);
 309         ino->atime_sec   = tmp_le64;
 310         ino->ctime_sec   = tmp_le64;
 311         ino->mtime_sec   = tmp_le64;
 312         tmp_le32 = cpu_to_le32(ts.tv_nsec);
 313         ino->atime_nsec  = tmp_le32;
 314         ino->ctime_nsec  = tmp_le32;
 315         ino->mtime_nsec  = tmp_le32;
 316         ino->mode = cpu_to_le32(S_IFDIR | S_IRUGO | S_IWUSR | S_IXUGO);
 317         ino->size = cpu_to_le64(UBIFS_INO_NODE_SZ);
 318
 319         /* Set compression enabled by default */
 320         ino->flags = cpu_to_le32(UBIFS_COMPR_FL);
 321
 322         dbg_gen("root inode created at LEB %d:0",
 323                 main_first + DEFAULT_DATA_LEB);
 324
 325         /*
 326          * The first node in the log has to be the commit start node. This is
 327          * always the case during normal file-system operation. Write a fake
 328          * commit start node to the log.
 329          */
 330
 331         cs->ch.node_type = UBIFS_CS_NODE;
 332
 333         err = ubifs_write_node_hmac(c, sup, UBIFS_SB_NODE_SZ, 0, 0,
 334                                     offsetof(struct ubifs_sb_node, hmac));
 335         if (err)
 336                 goto out;
 337
 338         err = ubifs_write_node(c, ino, UBIFS_INO_NODE_SZ,
 339                                main_first + DEFAULT_DATA_LEB, 0);
 340         if (err)
 341                 goto out;
 342
 343         ubifs_node_calc_hash(c, ino, hash);
 344         ubifs_copy_hash(c, hash, ubifs_branch_hash(c, br));
 345
 346         err = ubifs_write_node(c, idx, idx_node_size, main_first + DEFAULT_IDX_LEB, 0);
 347         if (err)
 348                 goto out;
 349
 350         ubifs_node_calc_hash(c, idx, hash);
 351         ubifs_copy_hash(c, hash, mst->hash_root_idx);
 352
 353         err = ubifs_write_node_hmac(c, mst, UBIFS_MST_NODE_SZ, UBIFS_MST_LNUM, 0,
 354                 offsetof(struct ubifs_mst_node, hmac));
 355         if (err)
 356                 goto out;
 357
 358         err = ubifs_write_node_hmac(c, mst, UBIFS_MST_NODE_SZ, UBIFS_MST_LNUM + 1,
 359                                0, offsetof(struct ubifs_mst_node, hmac));
 360         if (err)
 361                 goto out;
 362
 363         err = ubifs_write_node(c, cs, UBIFS_CS_NODE_SZ, UBIFS_LOG_LNUM, 0);
 364         if (err)
 365                 goto out;
 366
 367         ubifs_msg(c, "default file-system created");
 368
 369         err = 0;
 370 out:
 371         kfree(sup);
 372         kfree(mst);
 373         kfree(idx);
 374         kfree(ino);
 375         kfree(cs);
 376
 377         return err;
 378 }
 379
 380 /**
 381  * validate_sb - validate superblock node.
 382  * @c: UBIFS file-system description object
 383  * @sup: superblock node
 384  *
 385  * This function validates superblock node @sup. Since most of data was read
 386  * from the superblock and stored in @c, the function validates fields in @c
 387  * instead. Returns zero in case of success and %-EINVAL in case of validation
 388  * failure.
 389  */
 390 static int validate_sb(struct ubifs_info *c, struct ubifs_sb_node *sup)
 391 {
 392         long long max_bytes;
 393         int err = 1, min_leb_cnt;
 394
 395         if (!c->key_hash) {
 396                 err = 2;
 397                 goto failed;
 398         }
 399
 400         if (sup->key_fmt != UBIFS_SIMPLE_KEY_FMT) {
 401                 err = 3;
 402                 goto failed;
 403         }
 404
 405         if (le32_to_cpu(sup->min_io_size) != c->min_io_size) {
 406                 ubifs_err(c, "min. I/O unit mismatch: %d in superblock, %d real",
 407                           le32_to_cpu(sup->min_io_size), c->min_io_size);
 408                 goto failed;
 409         }
 410
 411         if (le32_to_cpu(sup->leb_size) != c->leb_size) {
 412                 ubifs_err(c, "LEB size mismatch: %d in superblock, %d real",
 413                           le32_to_cpu(sup->leb_size), c->leb_size);
 414                 goto failed;
 415         }
 416
 417         if (c->log_lebs < UBIFS_MIN_LOG_LEBS ||
 418             c->lpt_lebs < UBIFS_MIN_LPT_LEBS ||
 419             c->orph_lebs < UBIFS_MIN_ORPH_LEBS ||
 420             c->main_lebs < UBIFS_MIN_MAIN_LEBS) {
 421                 err = 4;
 422                 goto failed;
 423         }
 424
 425         /*
 426          * Calculate minimum allowed amount of main area LEBs. This is very
 427          * similar to %UBIFS_MIN_LEB_CNT, but we take into account real what we
 428          * have just read from the superblock.
 429          */
 430         min_leb_cnt = UBIFS_SB_LEBS + UBIFS_MST_LEBS + c->log_lebs;
 431         min_leb_cnt += c->lpt_lebs + c->orph_lebs + c->jhead_cnt + 6;
 432
 433         if (c->leb_cnt < min_leb_cnt || c->leb_cnt > c->vi.size) {
 434                 ubifs_err(c, "bad LEB count: %d in superblock, %d on UBI volume, %d minimum required",
 435                           c->leb_cnt, c->vi.size, min_leb_cnt);
 436                 goto failed;
 437         }
 438
 439         if (c->max_leb_cnt < c->leb_cnt) {
 440                 ubifs_err(c, "max. LEB count %d less than LEB count %d",
 441                           c->max_leb_cnt, c->leb_cnt);
 442                 goto failed;
 443         }
 444
 445         if (c->main_lebs < UBIFS_MIN_MAIN_LEBS) {
 446                 ubifs_err(c, "too few main LEBs count %d, must be at least %d",
 447                           c->main_lebs, UBIFS_MIN_MAIN_LEBS);
 448                 goto failed;
 449         }
 450
 451         max_bytes = (long long)c->leb_size * UBIFS_MIN_BUD_LEBS;
 452         if (c->max_bud_bytes < max_bytes) {
 453                 ubifs_err(c, "too small journal (%lld bytes), must be at least %lld bytes",
 454                           c->max_bud_bytes, max_bytes);
 455                 goto failed;
 456         }
 457
 458         max_bytes = (long long)c->leb_size * c->main_lebs;
 459         if (c->max_bud_bytes > max_bytes) {
 460                 ubifs_err(c, "too large journal size (%lld bytes), only %lld bytes available in the main area",
 461                           c->max_bud_bytes, max_bytes);
 462                 goto failed;
 463         }
 464
 465         if (c->jhead_cnt < NONDATA_JHEADS_CNT + 1 ||
 466             c->jhead_cnt > NONDATA_JHEADS_CNT + UBIFS_MAX_JHEADS) {
 467                 err = 9;
 468                 goto failed;
 469         }
 470
 471         if (c->fanout < UBIFS_MIN_FANOUT ||
 472             ubifs_idx_node_sz(c, c->fanout) > c->leb_size) {
 473                 err = 10;
 474                 goto failed;
 475         }
 476
 477         if (c->lsave_cnt < 0 || (c->lsave_cnt > DEFAULT_LSAVE_CNT &&
 478             c->lsave_cnt > c->max_leb_cnt - UBIFS_SB_LEBS - UBIFS_MST_LEBS -
 479             c->log_lebs - c->lpt_lebs - c->orph_lebs)) {
 480                 err = 11;
 481                 goto failed;
 482         }
 483
 484         if (UBIFS_SB_LEBS + UBIFS_MST_LEBS + c->log_lebs + c->lpt_lebs +
 485             c->orph_lebs + c->main_lebs != c->leb_cnt) {
 486                 err = 12;
 487                 goto failed;
 488         }
 489
 490         if (c->default_compr >= UBIFS_COMPR_TYPES_CNT) {
 491                 err = 13;
 492                 goto failed;
 493         }
 494
 495         if (c->rp_size < 0 || max_bytes < c->rp_size) {
 496                 err = 14;
 497                 goto failed;
 498         }
 499
 500         if (le32_to_cpu(sup->time_gran) > 1000000000 ||
 501             le32_to_cpu(sup->time_gran) < 1) {
 502                 err = 15;
 503                 goto failed;
 504         }
 505
 506         if (!c->double_hash && c->fmt_version >= 5) {
 507                 err = 16;
 508                 goto failed;
 509         }
 510
 511         if (c->encrypted && c->fmt_version < 5) {
 512                 err = 17;
 513                 goto failed;
 514         }
 515
 516         return 0;
 517
 518 failed:
 519         ubifs_err(c, "bad superblock, error %d", err);
 520         ubifs_dump_node(c, sup);
 521         return -EINVAL;
 522 }
 523
 524 /**
 525  * ubifs_read_sb_node - read superblock node.
 526  * @c: UBIFS file-system description object
 527  *
 528  * This function returns a pointer to the superblock node or a negative error
 529  * code. Note, the user of this function is responsible of kfree()'ing the
 530  * returned superblock buffer.
 531  */
 532 static struct ubifs_sb_node *ubifs_read_sb_node(struct ubifs_info *c)
 533 {
 534         struct ubifs_sb_node *sup;
 535         int err;
 536
 537         sup = kmalloc(ALIGN(UBIFS_SB_NODE_SZ, c->min_io_size), GFP_NOFS);
 538         if (!sup)
 539                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 540
 541         err = ubifs_read_node(c, sup, UBIFS_SB_NODE, UBIFS_SB_NODE_SZ,
 542                               UBIFS_SB_LNUM, 0);
 543         if (err) {
 544                 kfree(sup);
 545                 return ERR_PTR(err);
 546         }
 547
 548         return sup;
 549 }
 550
 551 static int authenticate_sb_node(struct ubifs_info *c,
 552                                 const struct ubifs_sb_node *sup)
 553 {
 554         unsigned int sup_flags = le32_to_cpu(sup->flags);
 555         u8 hmac_wkm[UBIFS_HMAC_ARR_SZ];
 556         int authenticated = !!(sup_flags & UBIFS_FLG_AUTHENTICATION);
 557         int hash_algo;
 558         int err;
 559
 560         if (c->authenticated && !authenticated) {
 561                 ubifs_err(c, "authenticated FS forced, but found FS without authentication");
 562                 return -EINVAL;
 563         }
 564
 565         if (!c->authenticated && authenticated) {
 566                 ubifs_err(c, "authenticated FS found, but no key given");
 567                 return -EINVAL;
 568         }
 569
 570         ubifs_msg(c, "Mounting in %sauthenticated mode",
 571                   c->authenticated ? "" : "un");
 572
 573         if (!c->authenticated)
 574                 return 0;
 575
 576         if (!IS_ENABLED(CONFIG_UBIFS_FS_AUTHENTICATION))
 577                 return -EOPNOTSUPP;
 578
 579         hash_algo = le16_to_cpu(sup->hash_algo);
 580         if (hash_algo >= HASH_ALGO__LAST) {
 581                 ubifs_err(c, "superblock uses unknown hash algo %d",
 582                           hash_algo);
 583                 return -EINVAL;
 584         }
 585
 586         if (strcmp(hash_algo_name[hash_algo], c->auth_hash_name)) {
 587                 ubifs_err(c, "This filesystem uses %s for hashing,"
 588                              " but %s is specified", hash_algo_name[hash_algo],
 589                              c->auth_hash_name);
 590                 return -EINVAL;
 591         }
 592
 593         err = ubifs_hmac_wkm(c, hmac_wkm);
 594         if (err)
 595                 return err;
 596
 597         if (ubifs_check_hmac(c, hmac_wkm, sup->hmac_wkm)) {
 598                 ubifs_err(c, "provided key does not fit");
 599                 return -ENOKEY;
 600         }
 601
 602         err = ubifs_node_verify_hmac(c, sup, sizeof(*sup),
 603                                      offsetof(struct ubifs_sb_node, hmac));
 604         if (err)
 605                 ubifs_err(c, "Failed to authenticate superblock: %d", err);
 606
 607         return err;
 608 }
 609
 610 /**
 611  * ubifs_write_sb_node - write superblock node.
 612  * @c: UBIFS file-system description object
 613  * @sup: superblock node read with 'ubifs_read_sb_node()'
 614  *
 615  * This function returns %0 on success and a negative error code on failure.
 616  */
 617 int ubifs_write_sb_node(struct ubifs_info *c, struct ubifs_sb_node *sup)
 618 {
 619         int len = ALIGN(UBIFS_SB_NODE_SZ, c->min_io_size);
 620         int err;
 621
 622         err = ubifs_prepare_node_hmac(c, sup, UBIFS_SB_NODE_SZ,
 623                                       offsetof(struct ubifs_sb_node, hmac), 1);
 624         if (err)
 625                 return err;
 626
 627         return ubifs_leb_change(c, UBIFS_SB_LNUM, sup, len);
 628 }
 629
 630 /**
 631  * ubifs_read_superblock - read superblock.
 632  * @c: UBIFS file-system description object
 633  *
 634  * This function finds, reads and checks the superblock. If an empty UBI volume
 635  * is being mounted, this function creates default superblock. Returns zero in
 636  * case of success, and a negative error code in case of failure.
 637  */
 638 int ubifs_read_superblock(struct ubifs_info *c)
 639 {
 640         int err, sup_flags;
 641         struct ubifs_sb_node *sup;
 642
 643         if (c->empty) {
 644                 err = create_default_filesystem(c);
 645                 if (err)
 646                         return err;
 647         }
 648
 649         sup = ubifs_read_sb_node(c);
 650         if (IS_ERR(sup))
 651                 return PTR_ERR(sup);
 652
 653         c->sup_node = sup;
 654
 655         c->fmt_version = le32_to_cpu(sup->fmt_version);
 656         c->ro_compat_version = le32_to_cpu(sup->ro_compat_version);
 657
 658         /*
 659          * The software supports all previous versions but not future versions,
 660          * due to the unavailability of time-travelling equipment.
 661          */
 662         if (c->fmt_version > UBIFS_FORMAT_VERSION) {
 663                 ubifs_assert(c, !c->ro_media || c->ro_mount);
 664                 if (!c->ro_mount ||
 665                     c->ro_compat_version > UBIFS_RO_COMPAT_VERSION) {
 666                         ubifs_err(c, "on-flash format version is w%d/r%d, but software only supports up to version w%d/r%d",
 667                                   c->fmt_version, c->ro_compat_version,
 668                                   UBIFS_FORMAT_VERSION,
 669                                   UBIFS_RO_COMPAT_VERSION);
 670                         if (c->ro_compat_version <= UBIFS_RO_COMPAT_VERSION) {
 671                                 ubifs_msg(c, "only R/O mounting is possible");
 672                                 err = -EROFS;
 673                         } else
 674                                 err = -EINVAL;
 675                         goto out;
 676                 }
 677
 678                 /*
 679                  * The FS is mounted R/O, and the media format is
 680                  * R/O-compatible with the UBIFS implementation, so we can
 681                  * mount.
 682                  */
 683                 c->rw_incompat = 1;
 684         }
 685
 686         if (c->fmt_version < 3) {
 687                 ubifs_err(c, "on-flash format version %d is not supported",
 688                           c->fmt_version);
 689                 err = -EINVAL;
 690                 goto out;
 691         }
 692
 693         switch (sup->key_hash) {
 694         case UBIFS_KEY_HASH_R5:
 695                 c->key_hash = key_r5_hash;
 696                 c->key_hash_type = UBIFS_KEY_HASH_R5;
 697                 break;
 698
 699         case UBIFS_KEY_HASH_TEST:
 700                 c->key_hash = key_test_hash;
 701                 c->key_hash_type = UBIFS_KEY_HASH_TEST;
 702                 break;
 703         }
 704
 705         c->key_fmt = sup->key_fmt;
 706
 707         switch (c->key_fmt) {
 708         case UBIFS_SIMPLE_KEY_FMT:
 709                 c->key_len = UBIFS_SK_LEN;
 710                 break;
 711         default:
 712                 ubifs_err(c, "unsupported key format");
 713                 err = -EINVAL;
 714                 goto out;
 715         }
 716
 717         c->leb_cnt       = le32_to_cpu(sup->leb_cnt);
 718         c->max_leb_cnt   = le32_to_cpu(sup->max_leb_cnt);
 719         c->max_bud_bytes = le64_to_cpu(sup->max_bud_bytes);
 720         c->log_lebs      = le32_to_cpu(sup->log_lebs);
 721         c->lpt_lebs      = le32_to_cpu(sup->lpt_lebs);
 722         c->orph_lebs     = le32_to_cpu(sup->orph_lebs);
 723         c->jhead_cnt     = le32_to_cpu(sup->jhead_cnt) + NONDATA_JHEADS_CNT;
 724         c->fanout        = le32_to_cpu(sup->fanout);
 725         c->lsave_cnt     = le32_to_cpu(sup->lsave_cnt);
 726         c->rp_size       = le64_to_cpu(sup->rp_size);
 727         c->rp_uid        = make_kuid(&init_user_ns, le32_to_cpu(sup->rp_uid));
 728         c->rp_gid        = make_kgid(&init_user_ns, le32_to_cpu(sup->rp_gid));
 729         sup_flags        = le32_to_cpu(sup->flags);
 730         if (!c->mount_opts.override_compr)
 731                 c->default_compr = le16_to_cpu(sup->default_compr);
 732
 733         c->vfs_sb->s_time_gran = le32_to_cpu(sup->time_gran);
 734         memcpy(&c->uuid, &sup->uuid, 16);
 735         c->big_lpt = !!(sup_flags & UBIFS_FLG_BIGLPT);
 736         c->space_fixup = !!(sup_flags & UBIFS_FLG_SPACE_FIXUP);
 737         c->double_hash = !!(sup_flags & UBIFS_FLG_DOUBLE_HASH);
 738         c->encrypted = !!(sup_flags & UBIFS_FLG_ENCRYPTION);
 739
 740         err = authenticate_sb_node(c, sup);
 741         if (err)
 742                 goto out;
 743
 744         if ((sup_flags & ~UBIFS_FLG_MASK) != 0) {
 745                 ubifs_err(c, "Unknown feature flags found: %#x",
 746                           sup_flags & ~UBIFS_FLG_MASK);
 747                 err = -EINVAL;
 748                 goto out;
 749         }
 750
 751 #ifndef CONFIG_UBIFS_FS_ENCRYPTION
 752         if (c->encrypted) {
 753                 ubifs_err(c, "file system contains encrypted files but UBIFS"
 754                              " was built without crypto support.");
 755                 err = -EINVAL;
 756                 goto out;
 757         }
 758 #endif
 759
 760         /* Automatically increase file system size to the maximum size */
 761         c->old_leb_cnt = c->leb_cnt;
 762         if (c->leb_cnt < c->vi.size && c->leb_cnt < c->max_leb_cnt) {
 763                 c->leb_cnt = min_t(int, c->max_leb_cnt, c->vi.size);
 764                 if (c->ro_mount)
 765                         dbg_mnt("Auto resizing (ro) from %d LEBs to %d LEBs",
 766                                 c->old_leb_cnt, c->leb_cnt);
 767                 else {
 768                         dbg_mnt("Auto resizing (sb) from %d LEBs to %d LEBs",
 769                                 c->old_leb_cnt, c->leb_cnt);
 770                         sup->leb_cnt = cpu_to_le32(c->leb_cnt);
 771                         err = ubifs_write_sb_node(c, sup);
 772                         if (err)
 773                                 goto out;
 774                         c->old_leb_cnt = c->leb_cnt;
 775                 }
 776         }
 777
 778         c->log_bytes = (long long)c->log_lebs * c->leb_size;
 779         c->log_last = UBIFS_LOG_LNUM + c->log_lebs - 1;
 780         c->lpt_first = UBIFS_LOG_LNUM + c->log_lebs;
 781         c->lpt_last = c->lpt_first + c->lpt_lebs - 1;
 782         c->orph_first = c->lpt_last + 1;
 783         c->orph_last = c->orph_first + c->orph_lebs - 1;
 784         c->main_lebs = c->leb_cnt - UBIFS_SB_LEBS - UBIFS_MST_LEBS;
 785         c->main_lebs -= c->log_lebs + c->lpt_lebs + c->orph_lebs;
 786         c->main_first = c->leb_cnt - c->main_lebs;
 787
 788         err = validate_sb(c, sup);
 789 out:
 790         return err;
 791 }
 792
 793 /**
 794  * fixup_leb - fixup/unmap an LEB containing free space.
 795  * @c: UBIFS file-system description object
 796  * @lnum: the LEB number to fix up
 797  * @len: number of used bytes in LEB (starting at offset 0)
 798  *
 799  * This function reads the contents of the given LEB number @lnum, then fixes
 800  * it up, so that empty min. I/O units in the end of LEB are actually erased on
 801  * flash (rather than being just all-0xff real data). If the LEB is completely
 802  * empty, it is simply unmapped.
 803  */
 804 static int fixup_leb(struct ubifs_info *c, int lnum, int len)
 805 {
 806         int err;
 807
 808         ubifs_assert(c, len >= 0);
 809         ubifs_assert(c, len % c->min_io_size == 0);
 810         ubifs_assert(c, len < c->leb_size);
 811
 812         if (len == 0) {
 813                 dbg_mnt("unmap empty LEB %d", lnum);
 814                 return ubifs_leb_unmap(c, lnum);
 815         }
 816
 817         dbg_mnt("fixup LEB %d, data len %d", lnum, len);
 818         err = ubifs_leb_read(c, lnum, c->sbuf, 0, len, 1);
 819         if (err)
 820                 return err;
 821
 822         return ubifs_leb_change(c, lnum, c->sbuf, len);
 823 }
 824
 825 /**
 826  * fixup_free_space - find & remap all LEBs containing free space.
 827  * @c: UBIFS file-system description object
 828  *
 829  * This function walks through all LEBs in the filesystem and fiexes up those
 830  * containing free/empty space.
 831  */
 832 static int fixup_free_space(struct ubifs_info *c)
 833 {
 834         int lnum, err = 0;
 835         struct ubifs_lprops *lprops;
 836
 837         ubifs_get_lprops(c);
 838
 839         /* Fixup LEBs in the master area */
 840         for (lnum = UBIFS_MST_LNUM; lnum < UBIFS_LOG_LNUM; lnum++) {
 841                 err = fixup_leb(c, lnum, c->mst_offs + c->mst_node_alsz);
 842                 if (err)
 843                         goto out;
 844         }
 845
 846         /* Unmap unused log LEBs */
 847         lnum = ubifs_next_log_lnum(c, c->lhead_lnum);
 848         while (lnum != c->ltail_lnum) {
 849                 err = fixup_leb(c, lnum, 0);
 850                 if (err)
 851                         goto out;
 852                 lnum = ubifs_next_log_lnum(c, lnum);
 853         }
 854
 855         /*
 856          * Fixup the log head which contains the only a CS node at the
 857          * beginning.
 858          */
 859         err = fixup_leb(c, c->lhead_lnum,
 860                         ALIGN(UBIFS_CS_NODE_SZ, c->min_io_size));
 861         if (err)
 862                 goto out;
 863
 864         /* Fixup LEBs in the LPT area */
 865         for (lnum = c->lpt_first; lnum <= c->lpt_last; lnum++) {
 866                 int free = c->ltab[lnum - c->lpt_first].free;
 867
 868                 if (free > 0) {
 869                         err = fixup_leb(c, lnum, c->leb_size - free);
 870                         if (err)
 871                                 goto out;
 872                 }
 873         }
 874
 875         /* Unmap LEBs in the orphans area */
 876         for (lnum = c->orph_first; lnum <= c->orph_last; lnum++) {
 877                 err = fixup_leb(c, lnum, 0);
 878                 if (err)
 879                         goto out;
 880         }
 881
 882         /* Fixup LEBs in the main area */
 883         for (lnum = c->main_first; lnum < c->leb_cnt; lnum++) {
 884                 lprops = ubifs_lpt_lookup(c, lnum);
 885                 if (IS_ERR(lprops)) {
 886                         err = PTR_ERR(lprops);
 887                         goto out;
 888                 }
 889
 890                 if (lprops->free > 0) {
 891                         err = fixup_leb(c, lnum, c->leb_size - lprops->free);
 892                         if (err)
 893                                 goto out;
 894                 }
 895         }
 896
 897 out:
 898         ubifs_release_lprops(c);
 899         return err;
 900 }
 901
 902 /**
 903  * ubifs_fixup_free_space - find & fix all LEBs with free space.
 904  * @c: UBIFS file-system description object
 905  *
 906  * This function fixes up LEBs containing free space on first mount, if the
 907  * appropriate flag was set when the FS was created. Each LEB with one or more
 908  * empty min. I/O unit (i.e. free-space-count > 0) is re-written, to make sure
 909  * the free space is actually erased. E.g., this is necessary for some NAND
 910  * chips, since the free space may have been programmed like real "0xff" data
 911  * (generating a non-0xff ECC), causing future writes to the not-really-erased
 912  * NAND pages to behave badly. After the space is fixed up, the superblock flag
 913  * is cleared, so that this is skipped for all future mounts.
 914  */
 915 int ubifs_fixup_free_space(struct ubifs_info *c)
 916 {
 917         int err;
 918         struct ubifs_sb_node *sup = c->sup_node;
 919
 920         ubifs_assert(c, c->space_fixup);
 921         ubifs_assert(c, !c->ro_mount);
 922
 923         ubifs_msg(c, "start fixing up free space");
 924
 925         err = fixup_free_space(c);
 926         if (err)
 927                 return err;
 928
 929         /* Free-space fixup is no longer required */
 930         c->space_fixup = 0;
 931         sup->flags &= cpu_to_le32(~UBIFS_FLG_SPACE_FIXUP);
 932
 933         err = ubifs_write_sb_node(c, sup);
 934         if (err)
 935                 return err;
 936
 937         ubifs_msg(c, "free space fixup complete");
 938         return err;
 939 }
 940
 941 int ubifs_enable_encryption(struct ubifs_info *c)
 942 {
 943         int err;
 944         struct ubifs_sb_node *sup = c->sup_node;
 945
 946         if (c->encrypted)
 947                 return 0;
 948
 949         if (c->ro_mount || c->ro_media)
 950                 return -EROFS;
 951
 952         if (c->fmt_version < 5) {
 953                 ubifs_err(c, "on-flash format version 5 is needed for encryption");
 954                 return -EINVAL;
 955         }
 956
 957         sup->flags |= cpu_to_le32(UBIFS_FLG_ENCRYPTION);
 958
 959         err = ubifs_write_sb_node(c, sup);
 960         if (!err)
 961                 c->encrypted = 1;
 962
 963         return err;
 964 }