fs: move code out of buffer.c
[linux-2.6.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/blkpg.h>
19 #include <linux/buffer_head.h>
20 #include <linux/swap.h>
21 #include <linux/pagevec.h>
22 #include <linux/writeback.h>
23 #include <linux/mpage.h>
24 #include <linux/mount.h>
25 #include <linux/uio.h>
26 #include <linux/namei.h>
27 #include <linux/log2.h>
28 #include <linux/kmemleak.h>
29 #include <linux/cleancache.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include "internal.h"
32
33 struct bdev_inode {
34         struct block_device bdev;
35         struct inode vfs_inode;
36 };
37
38 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
39
40 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
41 {
42         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
43 }
44
45 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
46 {
47         return &BDEV_I(inode)->bdev;
48 }
49 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
50
51 /*
52  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
53  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
54  * the right list.
55  */
56 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
57                         struct backing_dev_info *dst)
58 {
59         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
60
61         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
62                 return;
63         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
64         spin_lock(&inode->i_lock);
65         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
66         if (inode->i_state & I_DIRTY)
67                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
68         spin_unlock(&inode->i_lock);
69         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
70         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
71 }
72
73 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
74 {
75         sector_t retval = ~((sector_t)0);
76         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
77
78         if (sz) {
79                 unsigned int size = block_size(bdev);
80                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
81                 retval = (sz >> sizebits);
82         }
83         return retval;
84 }
85
86 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
87 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
88 {
89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
90
91         if (mapping->nrpages == 0)
92                 return;
93
94         invalidate_bh_lrus();
95         truncate_inode_pages(mapping, 0);
96 }       
97 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
98
99 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
100 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
101 {
102         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
103
104         if (mapping->nrpages == 0)
105                 return;
106
107         invalidate_bh_lrus();
108         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
109         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
110         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
111          * But, for the strange corners, lets be cautious
112          */
113         cleancache_flush_inode(mapping);
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
116
117 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
118 {
119         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
120         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
121                 return -EINVAL;
122
123         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
124         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
125                 return -EINVAL;
126
127         /* Don't change the size if it is same as current */
128         if (bdev->bd_block_size != size) {
129                 sync_blockdev(bdev);
130                 bdev->bd_block_size = size;
131                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
132                 kill_bdev(bdev);
133         }
134         return 0;
135 }
136
137 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
138
139 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
140 {
141         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
142                 return 0;
143         /* If we get here, we know size is power of two
144          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
145         sb->s_blocksize = size;
146         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
147         return sb->s_blocksize;
148 }
149
150 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
151
152 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
153 {
154         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
155         if (size < minsize)
156                 size = minsize;
157         return sb_set_blocksize(sb, size);
158 }
159
160 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
161
162 static int
163 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
164                 struct buffer_head *bh, int create)
165 {
166         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
167                 if (create)
168                         return -EIO;
169
170                 /*
171                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
172                  * return a hole, they will have to call get_block again
173                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
174                  * time
175                  */
176                 return 0;
177         }
178         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
179         bh->b_blocknr = iblock;
180         set_buffer_mapped(bh);
181         return 0;
182 }
183
184 static int
185 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
186                 struct buffer_head *bh, int create)
187 {
188         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
189         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
190
191         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
192                 max_blocks = end_block - iblock;
193                 if ((long)max_blocks <= 0) {
194                         if (create)
195                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
196                         /*
197                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
198                          * a !buffer_mapped buffer
199                          */
200                         max_blocks = 0;
201                 }
202         }
203
204         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
205         bh->b_blocknr = iblock;
206         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
207         if (max_blocks)
208                 set_buffer_mapped(bh);
209         return 0;
210 }
211
212 static ssize_t
213 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
214                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
215 {
216         struct file *file = iocb->ki_filp;
217         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
218
219         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
220                                     nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL, NULL, 0);
221 }
222
223 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
224 {
225         if (!bdev)
226                 return 0;
227         if (!wait)
228                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
229         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
230 }
231
232 /*
233  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
234  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
235  */
236 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
237 {
238         return __sync_blockdev(bdev, 1);
239 }
240 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
241
242 /*
243  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
244  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
245  * device.  Takes the superblock lock.
246  */
247 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
248 {
249         struct super_block *sb = get_super(bdev);
250         if (sb) {
251                 int res = sync_filesystem(sb);
252                 drop_super(sb);
253                 return res;
254         }
255         return sync_blockdev(bdev);
256 }
257 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
258
259 /**
260  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
261  * @bdev:       blockdevice to lock
262  *
263  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
264  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
265  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
266  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
267  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
268  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
269  * actually.
270  */
271 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
272 {
273         struct super_block *sb;
274         int error = 0;
275
276         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
277         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
278                 /*
279                  * We don't even need to grab a reference - the first call
280                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
281                  * thaw_bdev drops it.
282                  */
283                 sb = get_super(bdev);
284                 drop_super(sb);
285                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
286                 return sb;
287         }
288
289         sb = get_active_super(bdev);
290         if (!sb)
291                 goto out;
292         error = freeze_super(sb);
293         if (error) {
294                 deactivate_super(sb);
295                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
296                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
297                 return ERR_PTR(error);
298         }
299         deactivate_super(sb);
300  out:
301         sync_blockdev(bdev);
302         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
303         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
304 }
305 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
306
307 /**
308  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
309  * @bdev:       blockdevice to unlock
310  * @sb:         associated superblock
311  *
312  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
313  */
314 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
315 {
316         int error = -EINVAL;
317
318         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
319         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
320                 goto out;
321
322         error = 0;
323         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
324                 goto out;
325
326         if (!sb)
327                 goto out;
328
329         error = thaw_super(sb);
330         if (error) {
331                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
332                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
333                 return error;
334         }
335 out:
336         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
337         return 0;
338 }
339 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
340
341 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
342 {
343         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
344 }
345
346 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
347 {
348         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
349 }
350
351 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
352                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
353                         struct page **pagep, void **fsdata)
354 {
355         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
356                                  blkdev_get_block);
357 }
358
359 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
360                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
361                         struct page *page, void *fsdata)
362 {
363         int ret;
364         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
365
366         unlock_page(page);
367         page_cache_release(page);
368
369         return ret;
370 }
371
372 /*
373  * private llseek:
374  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
375  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
376  */
377 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
378 {
379         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
380         loff_t size;
381         loff_t retval;
382
383         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
384         size = i_size_read(bd_inode);
385
386         retval = -EINVAL;
387         switch (origin) {
388                 case SEEK_END:
389                         offset += size;
390                         break;
391                 case SEEK_CUR:
392                         offset += file->f_pos;
393                 case SEEK_SET:
394                         break;
395                 default:
396                         goto out;
397         }
398         if (offset >= 0 && offset <= size) {
399                 if (offset != file->f_pos) {
400                         file->f_pos = offset;
401                 }
402                 retval = offset;
403         }
404 out:
405         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
406         return retval;
407 }
408         
409 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
410 {
411         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
412         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
413         int error;
414         
415         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
416         if (error)
417                 return error;
418
419         /*
420          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
421          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
422          * O_SYNC writers to a block device.
423          */
424         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
425         if (error == -EOPNOTSUPP)
426                 error = 0;
427
428         return error;
429 }
430 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
431
432 /*
433  * pseudo-fs
434  */
435
436 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
437 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
438
439 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
440 {
441         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
442         if (!ei)
443                 return NULL;
444         return &ei->vfs_inode;
445 }
446
447 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
448 {
449         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
450         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
451
452         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
453 }
454
455 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
456 {
457         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
458 }
459
460 static void init_once(void *foo)
461 {
462         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
463         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
464
465         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
466         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
467         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
468         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
469 #ifdef CONFIG_SYSFS
470         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
471 #endif
472         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
473         /* Initialize mutex for freeze. */
474         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
475 }
476
477 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
478 {
479         list_del_init(&inode->i_devices);
480         inode->i_bdev = NULL;
481         inode->i_mapping = &inode->i_data;
482 }
483
484 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
485 {
486         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
487         struct list_head *p;
488         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
489         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
490         end_writeback(inode);
491         spin_lock(&bdev_lock);
492         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
493                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
494         }
495         list_del_init(&bdev->bd_list);
496         spin_unlock(&bdev_lock);
497 }
498
499 static const struct super_operations bdev_sops = {
500         .statfs = simple_statfs,
501         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
502         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
503         .drop_inode = generic_delete_inode,
504         .evict_inode = bdev_evict_inode,
505 };
506
507 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
508         int flags, const char *dev_name, void *data)
509 {
510         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, 0x62646576);
511 }
512
513 static struct file_system_type bd_type = {
514         .name           = "bdev",
515         .mount          = bd_mount,
516         .kill_sb        = kill_anon_super,
517 };
518
519 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
520
521 void __init bdev_cache_init(void)
522 {
523         int err;
524         struct vfsmount *bd_mnt;
525
526         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
527                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
528                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
529                         init_once);
530         err = register_filesystem(&bd_type);
531         if (err)
532                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
533         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
534         if (IS_ERR(bd_mnt))
535                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
536         /*
537          * This vfsmount structure is only used to obtain the
538          * blockdev_superblock, so tell kmemleak not to report it.
539          */
540         kmemleak_not_leak(bd_mnt);
541         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
542 }
543
544 /*
545  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
546  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
547  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
548  */
549 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
550 {
551         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
552 }
553
554 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
555 {
556         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
557 }
558
559 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
560 {
561         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
562         return 0;
563 }
564
565 static LIST_HEAD(all_bdevs);
566
567 struct block_device *bdget(dev_t dev)
568 {
569         struct block_device *bdev;
570         struct inode *inode;
571
572         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
573                         bdev_test, bdev_set, &dev);
574
575         if (!inode)
576                 return NULL;
577
578         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
579
580         if (inode->i_state & I_NEW) {
581                 bdev->bd_contains = NULL;
582                 bdev->bd_super = NULL;
583                 bdev->bd_inode = inode;
584                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
585                 bdev->bd_part_count = 0;
586                 bdev->bd_invalidated = 0;
587                 inode->i_mode = S_IFBLK;
588                 inode->i_rdev = dev;
589                 inode->i_bdev = bdev;
590                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
591                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
592                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
593                 spin_lock(&bdev_lock);
594                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
595                 spin_unlock(&bdev_lock);
596                 unlock_new_inode(inode);
597         }
598         return bdev;
599 }
600
601 EXPORT_SYMBOL(bdget);
602
603 /**
604  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
605  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
606  */
607 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
608 {
609         ihold(bdev->bd_inode);
610         return bdev;
611 }
612
613 long nr_blockdev_pages(void)
614 {
615         struct block_device *bdev;
616         long ret = 0;
617         spin_lock(&bdev_lock);
618         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
619                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
620         }
621         spin_unlock(&bdev_lock);
622         return ret;
623 }
624
625 void bdput(struct block_device *bdev)
626 {
627         iput(bdev->bd_inode);
628 }
629
630 EXPORT_SYMBOL(bdput);
631  
632 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
633 {
634         struct block_device *bdev;
635
636         spin_lock(&bdev_lock);
637         bdev = inode->i_bdev;
638         if (bdev) {
639                 ihold(bdev->bd_inode);
640                 spin_unlock(&bdev_lock);
641                 return bdev;
642         }
643         spin_unlock(&bdev_lock);
644
645         bdev = bdget(inode->i_rdev);
646         if (bdev) {
647                 spin_lock(&bdev_lock);
648                 if (!inode->i_bdev) {
649                         /*
650                          * We take an additional reference to bd_inode,
651                          * and it's released in clear_inode() of inode.
652                          * So, we can access it via ->i_mapping always
653                          * without igrab().
654                          */
655                         ihold(bdev->bd_inode);
656                         inode->i_bdev = bdev;
657                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
658                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
659                 }
660                 spin_unlock(&bdev_lock);
661         }
662         return bdev;
663 }
664
665 static inline int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
666 {
667         return sb == blockdev_superblock;
668 }
669
670 /* Call when you free inode */
671
672 void bd_forget(struct inode *inode)
673 {
674         struct block_device *bdev = NULL;
675
676         spin_lock(&bdev_lock);
677         if (inode->i_bdev) {
678                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
679                         bdev = inode->i_bdev;
680                 __bd_forget(inode);
681         }
682         spin_unlock(&bdev_lock);
683
684         if (bdev)
685                 iput(bdev->bd_inode);
686 }
687
688 /**
689  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
690  * @bdev: block device of interest
691  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
692  * @holder: holder trying to claim @bdev
693  *
694  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
695  *
696  * CONTEXT:
697  * spin_lock(&bdev_lock).
698  *
699  * RETURNS:
700  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
701  */
702 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
703                          void *holder)
704 {
705         if (bdev->bd_holder == holder)
706                 return true;     /* already a holder */
707         else if (bdev->bd_holder != NULL)
708                 return false;    /* held by someone else */
709         else if (bdev->bd_contains == bdev)
710                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
711
712         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
713                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
714         else if (whole->bd_holder != NULL)
715                 return false;    /* is a partition of a held device */
716         else
717                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
718 }
719
720 /**
721  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
722  * @bdev: block device of interest
723  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
724  * @holder: holder trying to claim @bdev
725  *
726  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
727  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
728  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
729  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
730  *
731  * CONTEXT:
732  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
733  * it multiple times.
734  *
735  * RETURNS:
736  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
737  */
738 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
739                                struct block_device *whole, void *holder)
740 {
741 retry:
742         /* if someone else claimed, fail */
743         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
744                 return -EBUSY;
745
746         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
747         if (whole->bd_claiming) {
748                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
749                 DEFINE_WAIT(wait);
750
751                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
752                 spin_unlock(&bdev_lock);
753                 schedule();
754                 finish_wait(wq, &wait);
755                 spin_lock(&bdev_lock);
756                 goto retry;
757         }
758
759         /* yay, all mine */
760         return 0;
761 }
762
763 /**
764  * bd_start_claiming - start claiming a block device
765  * @bdev: block device of interest
766  * @holder: holder trying to claim @bdev
767  *
768  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
769  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
770  * successful call to this function must be matched with a call to
771  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
772  * fail).
773  *
774  * This function is used to gain exclusive access to the block device
775  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
776  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
777  * access but may subsequently fail.
778  *
779  * CONTEXT:
780  * Might sleep.
781  *
782  * RETURNS:
783  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
784  * value on failure.
785  */
786 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
787                                               void *holder)
788 {
789         struct gendisk *disk;
790         struct block_device *whole;
791         int partno, err;
792
793         might_sleep();
794
795         /*
796          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
797          * and grab the outer block device the hard way.
798          */
799         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
800         if (!disk)
801                 return ERR_PTR(-ENXIO);
802
803         /*
804          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
805          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
806          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
807          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
808          * tracking is broken for those devices but it has always been that
809          * way.
810          */
811         if (partno)
812                 whole = bdget_disk(disk, 0);
813         else
814                 whole = bdgrab(bdev);
815
816         module_put(disk->fops->owner);
817         put_disk(disk);
818         if (!whole)
819                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
820
821         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
822         spin_lock(&bdev_lock);
823
824         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
825         if (err == 0) {
826                 whole->bd_claiming = holder;
827                 spin_unlock(&bdev_lock);
828                 return whole;
829         } else {
830                 spin_unlock(&bdev_lock);
831                 bdput(whole);
832                 return ERR_PTR(err);
833         }
834 }
835
836 #ifdef CONFIG_SYSFS
837 struct bd_holder_disk {
838         struct list_head        list;
839         struct gendisk          *disk;
840         int                     refcnt;
841 };
842
843 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
844                                                   struct gendisk *disk)
845 {
846         struct bd_holder_disk *holder;
847
848         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
849                 if (holder->disk == disk)
850                         return holder;
851         return NULL;
852 }
853
854 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
855 {
856         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
857 }
858
859 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
860 {
861         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
862 }
863
864 /**
865  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
866  * @bdev: the claimed slave bdev
867  * @disk: the holding disk
868  *
869  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
870  *
871  * This functions creates the following sysfs symlinks.
872  *
873  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
874  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
875  *
876  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
877  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
878  *
879  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
880  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
881  *
882  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
883  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
884  * lifetime of these symlinks.
885  *
886  * CONTEXT:
887  * Might sleep.
888  *
889  * RETURNS:
890  * 0 on success, -errno on failure.
891  */
892 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
893 {
894         struct bd_holder_disk *holder;
895         int ret = 0;
896
897         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
898
899         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
900
901         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
902         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
903                 goto out_unlock;
904
905         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
906         if (holder) {
907                 holder->refcnt++;
908                 goto out_unlock;
909         }
910
911         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
912         if (!holder) {
913                 ret = -ENOMEM;
914                 goto out_unlock;
915         }
916
917         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
918         holder->disk = disk;
919         holder->refcnt = 1;
920
921         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
922         if (ret)
923                 goto out_free;
924
925         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
926         if (ret)
927                 goto out_del;
928         /*
929          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
930          * the holder directory.  Hold on to it.
931          */
932         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
933
934         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
935         goto out_unlock;
936
937 out_del:
938         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
939 out_free:
940         kfree(holder);
941 out_unlock:
942         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
943         return ret;
944 }
945 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
946
947 /**
948  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
949  * @bdev: the calimed slave bdev
950  * @disk: the holding disk
951  *
952  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
953  *
954  * CONTEXT:
955  * Might sleep.
956  */
957 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
958 {
959         struct bd_holder_disk *holder;
960
961         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
962
963         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
964
965         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
966                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
967                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
968                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
969                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
970                 list_del_init(&holder->list);
971                 kfree(holder);
972         }
973
974         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
975 }
976 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
977 #endif
978
979 /**
980  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
981  *
982  * @bdev:      struct block device to be flushed
983  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
984  *
985  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
986  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
987  * resize.
988  */
989 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
990 {
991         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
992                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
993
994                 if (bdev->bd_disk)
995                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
996                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
997                        "resized disk %s\n", name);
998         }
999
1000         if (!bdev->bd_disk)
1001                 return;
1002         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1003                 bdev->bd_invalidated = 1;
1004 }
1005
1006 /**
1007  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1008  * @disk: struct gendisk to check
1009  * @bdev: struct bdev to adjust.
1010  *
1011  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1012  * and adjusts it if it differs.
1013  */
1014 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1015 {
1016         loff_t disk_size, bdev_size;
1017
1018         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1019         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1020         if (disk_size != bdev_size) {
1021                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1022
1023                 disk_name(disk, 0, name);
1024                 printk(KERN_INFO
1025                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1026                        name, bdev_size, disk_size);
1027                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1028                 flush_disk(bdev, false);
1029         }
1030 }
1031 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1032
1033 /**
1034  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1035  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1036  *
1037  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1038  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1039  * for all revalidate_disk operations.
1040  */
1041 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1042 {
1043         struct block_device *bdev;
1044         int ret = 0;
1045
1046         if (disk->fops->revalidate_disk)
1047                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1048
1049         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1050         if (!bdev)
1051                 return ret;
1052
1053         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1054         check_disk_size_change(disk, bdev);
1055         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1056         bdput(bdev);
1057         return ret;
1058 }
1059 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1060
1061 /*
1062  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1063  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1064  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1065  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1066  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1067  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1068  * to lose :-)
1069  */
1070 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1071 {
1072         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1073         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1074         unsigned int events;
1075
1076         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1077                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1078         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1079                 return 0;
1080
1081         flush_disk(bdev, true);
1082         if (bdops->revalidate_disk)
1083                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1084         return 1;
1085 }
1086
1087 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1088
1089 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1090 {
1091         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1092
1093         bdev->bd_inode->i_size = size;
1094         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1095                 if (size & bsize)
1096                         break;
1097                 bsize <<= 1;
1098         }
1099         bdev->bd_block_size = bsize;
1100         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1103
1104 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1105
1106 /*
1107  * bd_mutex locking:
1108  *
1109  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1110  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1111  */
1112
1113 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1114 {
1115         struct gendisk *disk;
1116         struct module *owner;
1117         int ret;
1118         int partno;
1119         int perm = 0;
1120
1121         if (mode & FMODE_READ)
1122                 perm |= MAY_READ;
1123         if (mode & FMODE_WRITE)
1124                 perm |= MAY_WRITE;
1125         /*
1126          * hooks: /n/, see "layering violations".
1127          */
1128         if (!for_part) {
1129                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1130                 if (ret != 0) {
1131                         bdput(bdev);
1132                         return ret;
1133                 }
1134         }
1135
1136  restart:
1137
1138         ret = -ENXIO;
1139         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1140         if (!disk)
1141                 goto out;
1142         owner = disk->fops->owner;
1143
1144         disk_block_events(disk);
1145         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1146         if (!bdev->bd_openers) {
1147                 bdev->bd_disk = disk;
1148                 bdev->bd_contains = bdev;
1149                 if (!partno) {
1150                         struct backing_dev_info *bdi;
1151
1152                         ret = -ENXIO;
1153                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1154                         if (!bdev->bd_part)
1155                                 goto out_clear;
1156
1157                         ret = 0;
1158                         if (disk->fops->open) {
1159                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1160                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1161                                         /* Lost a race with 'disk' being
1162                                          * deleted, try again.
1163                                          * See md.c
1164                                          */
1165                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1166                                         bdev->bd_part = NULL;
1167                                         bdev->bd_disk = NULL;
1168                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1169                                         disk_unblock_events(disk);
1170                                         put_disk(disk);
1171                                         module_put(owner);
1172                                         goto restart;
1173                                 }
1174                         }
1175
1176                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1177                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1178                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1179                                 if (bdi == NULL)
1180                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1181                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1182                         }
1183
1184                         /*
1185                          * If the device is invalidated, rescan partition
1186                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1187                          * The latter is necessary to prevent ghost
1188                          * partitions on a removed medium.
1189                          */
1190                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1191                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1192                         if (ret)
1193                                 goto out_clear;
1194                 } else {
1195                         struct block_device *whole;
1196                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1197                         ret = -ENOMEM;
1198                         if (!whole)
1199                                 goto out_clear;
1200                         BUG_ON(for_part);
1201                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1202                         if (ret)
1203                                 goto out_clear;
1204                         bdev->bd_contains = whole;
1205                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1206                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1207                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1208                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1209                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1210                                 ret = -ENXIO;
1211                                 goto out_clear;
1212                         }
1213                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1214                 }
1215         } else {
1216                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1217                         ret = 0;
1218                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1219                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1220                         /* the same as first opener case, read comment there */
1221                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1222                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1223                         if (ret)
1224                                 goto out_unlock_bdev;
1225                 }
1226                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1227                 put_disk(disk);
1228                 module_put(owner);
1229         }
1230         bdev->bd_openers++;
1231         if (for_part)
1232                 bdev->bd_part_count++;
1233         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1234         disk_unblock_events(disk);
1235         return 0;
1236
1237  out_clear:
1238         disk_put_part(bdev->bd_part);
1239         bdev->bd_disk = NULL;
1240         bdev->bd_part = NULL;
1241         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1242         if (bdev != bdev->bd_contains)
1243                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1244         bdev->bd_contains = NULL;
1245  out_unlock_bdev:
1246         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1247         disk_unblock_events(disk);
1248         put_disk(disk);
1249         module_put(owner);
1250  out:
1251         bdput(bdev);
1252
1253         return ret;
1254 }
1255
1256 /**
1257  * blkdev_get - open a block device
1258  * @bdev: block_device to open
1259  * @mode: FMODE_* mask
1260  * @holder: exclusive holder identifier
1261  *
1262  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1263  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1264  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1265  *
1266  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1267  * @bdev is put.
1268  *
1269  * CONTEXT:
1270  * Might sleep.
1271  *
1272  * RETURNS:
1273  * 0 on success, -errno on failure.
1274  */
1275 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1276 {
1277         struct block_device *whole = NULL;
1278         int res;
1279
1280         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1281
1282         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1283                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1284                 if (IS_ERR(whole)) {
1285                         bdput(bdev);
1286                         return PTR_ERR(whole);
1287                 }
1288         }
1289
1290         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1291
1292         if (whole) {
1293                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1294
1295                 /* finish claiming */
1296                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1297                 spin_lock(&bdev_lock);
1298
1299                 if (!res) {
1300                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1301                         /*
1302                          * Note that for a whole device bd_holders
1303                          * will be incremented twice, and bd_holder
1304                          * will be set to bd_may_claim before being
1305                          * set to holder
1306                          */
1307                         whole->bd_holders++;
1308                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1309                         bdev->bd_holders++;
1310                         bdev->bd_holder = holder;
1311                 }
1312
1313                 /* tell others that we're done */
1314                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1315                 whole->bd_claiming = NULL;
1316                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1317
1318                 spin_unlock(&bdev_lock);
1319
1320                 /*
1321                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1322                  * write holder makes the write_holder state stick until
1323                  * all are released.  This is good enough and tracking
1324                  * individual writeable reference is too fragile given the
1325                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1326                  */
1327                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1328                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1329                         bdev->bd_write_holder = true;
1330                         disk_block_events(disk);
1331                 }
1332
1333                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1334                 bdput(whole);
1335         }
1336
1337         return res;
1338 }
1339 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1340
1341 /**
1342  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1343  * @path: path to the block device to open
1344  * @mode: FMODE_* mask
1345  * @holder: exclusive holder identifier
1346  *
1347  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1348  * and @holder are identical to blkdev_get().
1349  *
1350  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1351  *
1352  * CONTEXT:
1353  * Might sleep.
1354  *
1355  * RETURNS:
1356  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1357  */
1358 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1359                                         void *holder)
1360 {
1361         struct block_device *bdev;
1362         int err;
1363
1364         bdev = lookup_bdev(path);
1365         if (IS_ERR(bdev))
1366                 return bdev;
1367
1368         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1369         if (err)
1370                 return ERR_PTR(err);
1371
1372         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1373                 blkdev_put(bdev, mode);
1374                 return ERR_PTR(-EACCES);
1375         }
1376
1377         return bdev;
1378 }
1379 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1380
1381 /**
1382  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1383  * @dev: device number of block device to open
1384  * @mode: FMODE_* mask
1385  * @holder: exclusive holder identifier
1386  *
1387  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1388  * @holder are identical to blkdev_get().
1389  *
1390  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1391  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1392  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1393  * ever need it - reconsider your API.
1394  *
1395  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1396  *
1397  * CONTEXT:
1398  * Might sleep.
1399  *
1400  * RETURNS:
1401  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1402  */
1403 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1404 {
1405         struct block_device *bdev;
1406         int err;
1407
1408         bdev = bdget(dev);
1409         if (!bdev)
1410                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1411
1412         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1413         if (err)
1414                 return ERR_PTR(err);
1415
1416         return bdev;
1417 }
1418 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1419
1420 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1421 {
1422         struct block_device *bdev;
1423
1424         /*
1425          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1426          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1427          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1428          * during an unstable branch.
1429          */
1430         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1431
1432         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1433                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1434         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1435                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1436         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1437                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1438
1439         bdev = bd_acquire(inode);
1440         if (bdev == NULL)
1441                 return -ENOMEM;
1442
1443         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1444
1445         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1446 }
1447
1448 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1449 {
1450         int ret = 0;
1451         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1452         struct block_device *victim = NULL;
1453
1454         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1455         if (for_part)
1456                 bdev->bd_part_count--;
1457
1458         if (!--bdev->bd_openers) {
1459                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1460                 sync_blockdev(bdev);
1461                 kill_bdev(bdev);
1462                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1463                  * so must switch it out first
1464                  */
1465                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1466                                         &default_backing_dev_info);
1467         }
1468         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1469                 if (disk->fops->release)
1470                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1471         }
1472         if (!bdev->bd_openers) {
1473                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1474
1475                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1476                 bdev->bd_part = NULL;
1477                 bdev->bd_disk = NULL;
1478                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1479                         victim = bdev->bd_contains;
1480                 bdev->bd_contains = NULL;
1481
1482                 put_disk(disk);
1483                 module_put(owner);
1484         }
1485         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1486         bdput(bdev);
1487         if (victim)
1488                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1489         return ret;
1490 }
1491
1492 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1493 {
1494         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1495
1496         if (mode & FMODE_EXCL) {
1497                 bool bdev_free;
1498
1499                 /*
1500                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1501                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1502                  * synchronize disk_holder unlinking.
1503                  */
1504                 spin_lock(&bdev_lock);
1505
1506                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1507                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1508
1509                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1510                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1511                         bdev->bd_holder = NULL;
1512                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1513                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1514
1515                 spin_unlock(&bdev_lock);
1516
1517                 /*
1518                  * If this was the last claim, remove holder link and
1519                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1520                  */
1521                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1522                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1523                         bdev->bd_write_holder = false;
1524                 }
1525         }
1526
1527         /*
1528          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1529          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1530          * from userland - e.g. eject(1).
1531          */
1532         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1533
1534         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1535
1536         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1537 }
1538 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1539
1540 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1541 {
1542         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1543
1544         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1545 }
1546
1547 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1548 {
1549         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1550         fmode_t mode = file->f_mode;
1551
1552         /*
1553          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1554          * to updated it before every ioctl.
1555          */
1556         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1557                 mode |= FMODE_NDELAY;
1558         else
1559                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1560
1561         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1562 }
1563
1564 /*
1565  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1566  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1567  *
1568  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1569  * use.
1570  */
1571 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1572                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1573 {
1574         struct file *file = iocb->ki_filp;
1575         ssize_t ret;
1576
1577         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1578
1579         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1580         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1581                 ssize_t err;
1582
1583                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1584                 if (err < 0 && ret > 0)
1585                         ret = err;
1586         }
1587         return ret;
1588 }
1589 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1590
1591 /*
1592  * Try to release a page associated with block device when the system
1593  * is under memory pressure.
1594  */
1595 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1596 {
1597         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1598
1599         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1600                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1601
1602         return try_to_free_buffers(page);
1603 }
1604
1605 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1606         .readpage       = blkdev_readpage,
1607         .writepage      = blkdev_writepage,
1608         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1609         .write_end      = blkdev_write_end,
1610         .writepages     = generic_writepages,
1611         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1612         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1613 };
1614
1615 const struct file_operations def_blk_fops = {
1616         .open           = blkdev_open,
1617         .release        = blkdev_close,
1618         .llseek         = block_llseek,
1619         .read           = do_sync_read,
1620         .write          = do_sync_write,
1621         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1622         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1623         .mmap           = generic_file_mmap,
1624         .fsync          = blkdev_fsync,
1625         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1626 #ifdef CONFIG_COMPAT
1627         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1628 #endif
1629         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1630         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1631 };
1632
1633 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1634 {
1635         int res;
1636         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1637         set_fs(KERNEL_DS);
1638         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1639         set_fs(old_fs);
1640         return res;
1641 }
1642
1643 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1644
1645 /**
1646  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1647  * @pathname:   special file representing the block device
1648  *
1649  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1650  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1651  * otherwise.
1652  */
1653 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1654 {
1655         struct block_device *bdev;
1656         struct inode *inode;
1657         struct path path;
1658         int error;
1659
1660         if (!pathname || !*pathname)
1661                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1662
1663         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1664         if (error)
1665                 return ERR_PTR(error);
1666
1667         inode = path.dentry->d_inode;
1668         error = -ENOTBLK;
1669         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1670                 goto fail;
1671         error = -EACCES;
1672         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1673                 goto fail;
1674         error = -ENOMEM;
1675         bdev = bd_acquire(inode);
1676         if (!bdev)
1677                 goto fail;
1678 out:
1679         path_put(&path);
1680         return bdev;
1681 fail:
1682         bdev = ERR_PTR(error);
1683         goto out;
1684 }
1685 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1686
1687 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1688 {
1689         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1690         int res = 0;
1691
1692         if (sb) {
1693                 /*
1694                  * no need to lock the super, get_super holds the
1695                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1696                  * under us (->put_super runs with the write lock
1697                  * hold).
1698                  */
1699                 shrink_dcache_sb(sb);
1700                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1701                 drop_super(sb);
1702         }
1703         invalidate_bdev(bdev);
1704         return res;
1705 }
1706 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);