[PATCH] BLOCK: Move extern declarations out of fs/*.c into header files [try #6]
[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/smp_lock.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/mpage.h>
21 #include <linux/mount.h>
22 #include <linux/uio.h>
23 #include <linux/namei.h>
24 #include <asm/uaccess.h>
25 #include "internal.h"
26
27 struct bdev_inode {
28         struct block_device bdev;
29         struct inode vfs_inode;
30 };
31
32 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
33 {
34         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
35 }
36
37 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
38 {
39         return &BDEV_I(inode)->bdev;
40 }
41
42 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
43
44 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
45 {
46         sector_t retval = ~((sector_t)0);
47         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
48
49         if (sz) {
50                 unsigned int size = block_size(bdev);
51                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
52                 retval = (sz >> sizebits);
53         }
54         return retval;
55 }
56
57 /* Kill _all_ buffers, dirty or not.. */
58 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
59 {
60         invalidate_bdev(bdev, 1);
61         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
62 }       
63
64 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
65 {
66         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
67         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || (size & (size-1)))
68                 return -EINVAL;
69
70         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
71         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
72                 return -EINVAL;
73
74         /* Don't change the size if it is same as current */
75         if (bdev->bd_block_size != size) {
76                 sync_blockdev(bdev);
77                 bdev->bd_block_size = size;
78                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
79                 kill_bdev(bdev);
80         }
81         return 0;
82 }
83
84 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
85
86 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
87 {
88         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
89                 return 0;
90         /* If we get here, we know size is power of two
91          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
92         sb->s_blocksize = size;
93         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
94         return sb->s_blocksize;
95 }
96
97 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
98
99 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
100 {
101         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
102         if (size < minsize)
103                 size = minsize;
104         return sb_set_blocksize(sb, size);
105 }
106
107 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
108
109 static int
110 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
111                 struct buffer_head *bh, int create)
112 {
113         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
114                 if (create)
115                         return -EIO;
116
117                 /*
118                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
119                  * return a hole, they will have to call get_block again
120                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
121                  * time
122                  */
123                 return 0;
124         }
125         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
126         bh->b_blocknr = iblock;
127         set_buffer_mapped(bh);
128         return 0;
129 }
130
131 static int
132 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
133                 struct buffer_head *bh, int create)
134 {
135         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
136         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
137
138         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
139                 max_blocks = end_block - iblock;
140                 if ((long)max_blocks <= 0) {
141                         if (create)
142                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
143                         /*
144                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
145                          * a !buffer_mapped buffer
146                          */
147                         max_blocks = 0;
148                 }
149         }
150
151         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
152         bh->b_blocknr = iblock;
153         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
154         if (max_blocks)
155                 set_buffer_mapped(bh);
156         return 0;
157 }
158
159 static ssize_t
160 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
161                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
162 {
163         struct file *file = iocb->ki_filp;
164         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
165
166         return blockdev_direct_IO_no_locking(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode),
167                                 iov, offset, nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL);
168 }
169
170 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
171 {
172         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
173 }
174
175 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
176 {
177         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
178 }
179
180 static int blkdev_prepare_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
181 {
182         return block_prepare_write(page, from, to, blkdev_get_block);
183 }
184
185 static int blkdev_commit_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
186 {
187         return block_commit_write(page, from, to);
188 }
189
190 /*
191  * private llseek:
192  * for a block special file file->f_dentry->d_inode->i_size is zero
193  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
194  */
195 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
196 {
197         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
198         loff_t size;
199         loff_t retval;
200
201         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
202         size = i_size_read(bd_inode);
203
204         switch (origin) {
205                 case 2:
206                         offset += size;
207                         break;
208                 case 1:
209                         offset += file->f_pos;
210         }
211         retval = -EINVAL;
212         if (offset >= 0 && offset <= size) {
213                 if (offset != file->f_pos) {
214                         file->f_pos = offset;
215                 }
216                 retval = offset;
217         }
218         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
219         return retval;
220 }
221         
222 /*
223  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
224  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
225  */
226  
227 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
228 {
229         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
230 }
231
232 /*
233  * pseudo-fs
234  */
235
236 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
237 static kmem_cache_t * bdev_cachep __read_mostly;
238
239 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
240 {
241         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, SLAB_KERNEL);
242         if (!ei)
243                 return NULL;
244         return &ei->vfs_inode;
245 }
246
247 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
248 {
249         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
250
251         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
252         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
253 }
254
255 static void init_once(void * foo, kmem_cache_t * cachep, unsigned long flags)
256 {
257         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
258         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
259
260         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
261             SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)
262         {
263                 memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
264                 mutex_init(&bdev->bd_mutex);
265                 mutex_init(&bdev->bd_mount_mutex);
266                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
267                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
268 #ifdef CONFIG_SYSFS
269                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
270 #endif
271                 inode_init_once(&ei->vfs_inode);
272         }
273 }
274
275 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
276 {
277         list_del_init(&inode->i_devices);
278         inode->i_bdev = NULL;
279         inode->i_mapping = &inode->i_data;
280 }
281
282 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
283 {
284         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
285         struct list_head *p;
286         spin_lock(&bdev_lock);
287         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
288                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
289         }
290         list_del_init(&bdev->bd_list);
291         spin_unlock(&bdev_lock);
292 }
293
294 static struct super_operations bdev_sops = {
295         .statfs = simple_statfs,
296         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
297         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
298         .drop_inode = generic_delete_inode,
299         .clear_inode = bdev_clear_inode,
300 };
301
302 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
303         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
304 {
305         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
306 }
307
308 static struct file_system_type bd_type = {
309         .name           = "bdev",
310         .get_sb         = bd_get_sb,
311         .kill_sb        = kill_anon_super,
312 };
313
314 static struct vfsmount *bd_mnt __read_mostly;
315 struct super_block *blockdev_superblock;
316
317 void __init bdev_cache_init(void)
318 {
319         int err;
320         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
321                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
322                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
323                         init_once, NULL);
324         err = register_filesystem(&bd_type);
325         if (err)
326                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
327         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
328         err = PTR_ERR(bd_mnt);
329         if (IS_ERR(bd_mnt))
330                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
331         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
332 }
333
334 /*
335  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
336  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
337  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
338  */
339 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
340 {
341         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
342 }
343
344 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
345 {
346         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
347 }
348
349 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
350 {
351         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
352         return 0;
353 }
354
355 static LIST_HEAD(all_bdevs);
356
357 struct block_device *bdget(dev_t dev)
358 {
359         struct block_device *bdev;
360         struct inode *inode;
361
362         inode = iget5_locked(bd_mnt->mnt_sb, hash(dev),
363                         bdev_test, bdev_set, &dev);
364
365         if (!inode)
366                 return NULL;
367
368         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
369
370         if (inode->i_state & I_NEW) {
371                 bdev->bd_contains = NULL;
372                 bdev->bd_inode = inode;
373                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
374                 bdev->bd_part_count = 0;
375                 bdev->bd_invalidated = 0;
376                 inode->i_mode = S_IFBLK;
377                 inode->i_rdev = dev;
378                 inode->i_bdev = bdev;
379                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
380                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
381                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
382                 spin_lock(&bdev_lock);
383                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
384                 spin_unlock(&bdev_lock);
385                 unlock_new_inode(inode);
386         }
387         return bdev;
388 }
389
390 EXPORT_SYMBOL(bdget);
391
392 long nr_blockdev_pages(void)
393 {
394         struct list_head *p;
395         long ret = 0;
396         spin_lock(&bdev_lock);
397         list_for_each(p, &all_bdevs) {
398                 struct block_device *bdev;
399                 bdev = list_entry(p, struct block_device, bd_list);
400                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
401         }
402         spin_unlock(&bdev_lock);
403         return ret;
404 }
405
406 void bdput(struct block_device *bdev)
407 {
408         iput(bdev->bd_inode);
409 }
410
411 EXPORT_SYMBOL(bdput);
412  
413 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
414 {
415         struct block_device *bdev;
416
417         spin_lock(&bdev_lock);
418         bdev = inode->i_bdev;
419         if (bdev) {
420                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
421                 spin_unlock(&bdev_lock);
422                 return bdev;
423         }
424         spin_unlock(&bdev_lock);
425
426         bdev = bdget(inode->i_rdev);
427         if (bdev) {
428                 spin_lock(&bdev_lock);
429                 if (!inode->i_bdev) {
430                         /*
431                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
432                          * and it's released in clear_inode() of inode.
433                          * So, we can access it via ->i_mapping always
434                          * without igrab().
435                          */
436                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
437                         inode->i_bdev = bdev;
438                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
439                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
440                 }
441                 spin_unlock(&bdev_lock);
442         }
443         return bdev;
444 }
445
446 /* Call when you free inode */
447
448 void bd_forget(struct inode *inode)
449 {
450         struct block_device *bdev = NULL;
451
452         spin_lock(&bdev_lock);
453         if (inode->i_bdev) {
454                 if (inode->i_sb != blockdev_superblock)
455                         bdev = inode->i_bdev;
456                 __bd_forget(inode);
457         }
458         spin_unlock(&bdev_lock);
459
460         if (bdev)
461                 iput(bdev->bd_inode);
462 }
463
464 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
465 {
466         int res;
467         spin_lock(&bdev_lock);
468
469         /* first decide result */
470         if (bdev->bd_holder == holder)
471                 res = 0;         /* already a holder */
472         else if (bdev->bd_holder != NULL)
473                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
474         else if (bdev->bd_contains == bdev)
475                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
476
477         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
478                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
479         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
480                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
481         else
482                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
483
484         /* now impose change */
485         if (res==0) {
486                 /* note that for a whole device bd_holders
487                  * will be incremented twice, and bd_holder will
488                  * be set to bd_claim before being set to holder
489                  */
490                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
491                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
492                 bdev->bd_holders++;
493                 bdev->bd_holder = holder;
494         }
495         spin_unlock(&bdev_lock);
496         return res;
497 }
498
499 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
500
501 void bd_release(struct block_device *bdev)
502 {
503         spin_lock(&bdev_lock);
504         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
505                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
506         if (!--bdev->bd_holders)
507                 bdev->bd_holder = NULL;
508         spin_unlock(&bdev_lock);
509 }
510
511 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
512
513 #ifdef CONFIG_SYSFS
514 /*
515  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
516  *
517  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
518  *     and the kobject has a parent directory,
519  *     following symlinks are created:
520  *        o from the kobject to the claimed bdev
521  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
522  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
523  *
524  *     Example:
525  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
526  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
527  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
528  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
529  */
530
531 static struct kobject *bdev_get_kobj(struct block_device *bdev)
532 {
533         if (bdev->bd_contains != bdev)
534                 return kobject_get(&bdev->bd_part->kobj);
535         else
536                 return kobject_get(&bdev->bd_disk->kobj);
537 }
538
539 static struct kobject *bdev_get_holder(struct block_device *bdev)
540 {
541         if (bdev->bd_contains != bdev)
542                 return kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
543         else
544                 return kobject_get(bdev->bd_disk->holder_dir);
545 }
546
547 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
548 {
549         if (!from || !to)
550                 return 0;
551         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
552 }
553
554 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
555 {
556         if (!from || !to)
557                 return;
558         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
559 }
560
561 /*
562  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
563  * bd_claim_by_kobject.
564  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
565  */
566 struct bd_holder {
567         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
568         int count;              /* references from the holder */
569         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
570         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
571         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
572         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
573 };
574
575 /*
576  * Get references of related kobjects at once.
577  * Returns 1 on success. 0 on failure.
578  *
579  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
580  */
581 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
582                         struct bd_holder *bo)
583 {
584         if (!bdev || !bo)
585                 return 0;
586
587         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
588         if (!bo->sdir)
589                 return 0;
590
591         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
592         if (!bo->hdev)
593                 goto fail_put_sdir;
594
595         bo->sdev = bdev_get_kobj(bdev);
596         if (!bo->sdev)
597                 goto fail_put_hdev;
598
599         bo->hdir = bdev_get_holder(bdev);
600         if (!bo->hdir)
601                 goto fail_put_sdev;
602
603         return 1;
604
605 fail_put_sdev:
606         kobject_put(bo->sdev);
607 fail_put_hdev:
608         kobject_put(bo->hdev);
609 fail_put_sdir:
610         kobject_put(bo->sdir);
611
612         return 0;
613 }
614
615 /* Put references of related kobjects at once. */
616 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
617 {
618         kobject_put(bo->hdir);
619         kobject_put(bo->sdev);
620         kobject_put(bo->hdev);
621         kobject_put(bo->sdir);
622 }
623
624 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
625 {
626         struct bd_holder *bo;
627
628         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
629         if (!bo)
630                 return NULL;
631
632         bo->count = 1;
633         bo->sdir = kobj;
634
635         return bo;
636 }
637
638 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
639 {
640         kfree(bo);
641 }
642
643 /**
644  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
645  *
646  * @bdev:       block device to be bd_claimed
647  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
648  *
649  * If there is no matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list,
650  * add @bo to the list, create symlinks.
651  *
652  * Returns 0 if symlinks are created or already there.
653  * Returns -ve if something fails and @bo can be freed.
654  */
655 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
656 {
657         struct bd_holder *tmp;
658         int ret;
659
660         if (!bo)
661                 return -EINVAL;
662
663         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list) {
664                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
665                         tmp->count++;
666                         /* We've already done what we need to do here. */
667                         free_bd_holder(bo);
668                         return 0;
669                 }
670         }
671
672         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
673                 return -EBUSY;
674
675         ret = add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
676         if (ret == 0) {
677                 ret = add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
678                 if (ret)
679                         del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
680         }
681         if (ret == 0)
682                 list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
683         return ret;
684 }
685
686 /**
687  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
688  *
689  * @bdev:       block device to be bd_claimed
690  * @kobj:       holder's kobject
691  *
692  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
693  * and no other bd_claim() from the same kobject,
694  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
695  *
696  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
697  * and ready to be freed.
698  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
699  * by the same kobject.
700  */
701 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
702                                         struct kobject *kobj)
703 {
704         struct bd_holder *bo;
705
706         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
707                 if (bo->sdir == kobj) {
708                         bo->count--;
709                         BUG_ON(bo->count < 0);
710                         if (!bo->count) {
711                                 list_del(&bo->list);
712                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
713                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
714                                 bd_holder_release_dirs(bo);
715                                 return bo;
716                         }
717                         break;
718                 }
719         }
720
721         return NULL;
722 }
723
724 /**
725  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
726  *
727  * @bdev:       block device to be claimed
728  * @holder:     holder's signature
729  * @kobj:       holder's kobject
730  *
731  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
732  * the bdev and the holder's kobject.
733  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
734  *
735  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
736  * Returns errno on failure.
737  */
738 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
739                                 struct kobject *kobj)
740 {
741         int res;
742         struct bd_holder *bo;
743
744         if (!kobj)
745                 return -EINVAL;
746
747         bo = alloc_bd_holder(kobj);
748         if (!bo)
749                 return -ENOMEM;
750
751         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, BD_MUTEX_PARTITION);
752         res = bd_claim(bdev, holder);
753         if (res == 0)
754                 res = add_bd_holder(bdev, bo);
755         if (res)
756                 free_bd_holder(bo);
757         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
758
759         return res;
760 }
761
762 /**
763  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
764  *
765  * @bdev:       block device to be released
766  * @kobj:       holder's kobject
767  *
768  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
769  */
770 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
771                                         struct kobject *kobj)
772 {
773         struct bd_holder *bo;
774
775         if (!kobj)
776                 return;
777
778         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, BD_MUTEX_PARTITION);
779         bd_release(bdev);
780         if ((bo = del_bd_holder(bdev, kobj)))
781                 free_bd_holder(bo);
782         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
783 }
784
785 /**
786  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
787  *
788  * @bdev:       block device to be claimed
789  * @holder:     holder's signature
790  * @disk:       holder's gendisk
791  *
792  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
793  */
794 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
795                         struct gendisk *disk)
796 {
797         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
798 }
799 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
800
801 /**
802  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
803  *
804  * @bdev:       block device to be claimed
805  * @disk:       holder's gendisk
806  *
807  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
808  */
809 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
810 {
811         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
812         kobject_put(disk->slave_dir);
813 }
814 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
815 #endif
816
817 /*
818  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
819  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
820  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
821  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
822  * your API.
823  */
824 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
825 {
826         struct block_device *bdev = bdget(dev);
827         int err = -ENOMEM;
828         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
829         if (bdev)
830                 err = blkdev_get(bdev, mode, flags);
831         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
832 }
833
834 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
835
836 static int
837 blkdev_get_partition(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags);
838
839 struct block_device *open_partition_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
840 {
841         struct block_device *bdev = bdget(dev);
842         int err = -ENOMEM;
843         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
844         if (bdev)
845                 err = blkdev_get_partition(bdev, mode, flags);
846         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
847 }
848
849 EXPORT_SYMBOL(open_partition_by_devnum);
850
851
852 /*
853  * This routine checks whether a removable media has been changed,
854  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
855  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
856  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
857  * is the best way of combining speed and utility, I think.
858  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
859  * to lose :-)
860  */
861 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
862 {
863         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
864         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
865
866         if (!bdops->media_changed)
867                 return 0;
868         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
869                 return 0;
870
871         if (__invalidate_device(bdev))
872                 printk("VFS: busy inodes on changed media.\n");
873
874         if (bdops->revalidate_disk)
875                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
876         if (bdev->bd_disk->minors > 1)
877                 bdev->bd_invalidated = 1;
878         return 1;
879 }
880
881 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
882
883 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
884 {
885         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
886
887         bdev->bd_inode->i_size = size;
888         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
889                 if (size & bsize)
890                         break;
891                 bsize <<= 1;
892         }
893         bdev->bd_block_size = bsize;
894         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
895 }
896 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
897
898 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, unsigned int subclass)
899 {
900         int ret = 0;
901         struct inode *bd_inode = bdev->bd_inode;
902         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
903
904         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, subclass);
905         lock_kernel();
906         if (!--bdev->bd_openers) {
907                 sync_blockdev(bdev);
908                 kill_bdev(bdev);
909         }
910         if (bdev->bd_contains == bdev) {
911                 if (disk->fops->release)
912                         ret = disk->fops->release(bd_inode, NULL);
913         } else {
914                 mutex_lock_nested(&bdev->bd_contains->bd_mutex,
915                                   subclass + 1);
916                 bdev->bd_contains->bd_part_count--;
917                 mutex_unlock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
918         }
919         if (!bdev->bd_openers) {
920                 struct module *owner = disk->fops->owner;
921
922                 put_disk(disk);
923                 module_put(owner);
924
925                 if (bdev->bd_contains != bdev) {
926                         kobject_put(&bdev->bd_part->kobj);
927                         bdev->bd_part = NULL;
928                 }
929                 bdev->bd_disk = NULL;
930                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
931                 if (bdev != bdev->bd_contains)
932                         __blkdev_put(bdev->bd_contains, subclass + 1);
933                 bdev->bd_contains = NULL;
934         }
935         unlock_kernel();
936         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
937         bdput(bdev);
938         return ret;
939 }
940
941 int blkdev_put(struct block_device *bdev)
942 {
943         return __blkdev_put(bdev, BD_MUTEX_NORMAL);
944 }
945 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
946
947 int blkdev_put_partition(struct block_device *bdev)
948 {
949         return __blkdev_put(bdev, BD_MUTEX_PARTITION);
950 }
951 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put_partition);
952
953 static int
954 blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags);
955
956 static int
957 do_open(struct block_device *bdev, struct file *file, unsigned int subclass)
958 {
959         struct module *owner = NULL;
960         struct gendisk *disk;
961         int ret = -ENXIO;
962         int part;
963
964         file->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
965         lock_kernel();
966         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &part);
967         if (!disk) {
968                 unlock_kernel();
969                 bdput(bdev);
970                 return ret;
971         }
972         owner = disk->fops->owner;
973
974         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, subclass);
975
976         if (!bdev->bd_openers) {
977                 bdev->bd_disk = disk;
978                 bdev->bd_contains = bdev;
979                 if (!part) {
980                         struct backing_dev_info *bdi;
981                         if (disk->fops->open) {
982                                 ret = disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
983                                 if (ret)
984                                         goto out_first;
985                         }
986                         if (!bdev->bd_openers) {
987                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
988                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
989                                 if (bdi == NULL)
990                                         bdi = &default_backing_dev_info;
991                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
992                         }
993                         if (bdev->bd_invalidated)
994                                 rescan_partitions(disk, bdev);
995                 } else {
996                         struct hd_struct *p;
997                         struct block_device *whole;
998                         whole = bdget_disk(disk, 0);
999                         ret = -ENOMEM;
1000                         if (!whole)
1001                                 goto out_first;
1002                         ret = blkdev_get_whole(whole, file->f_mode, file->f_flags);
1003                         if (ret)
1004                                 goto out_first;
1005                         bdev->bd_contains = whole;
1006                         mutex_lock_nested(&whole->bd_mutex, BD_MUTEX_WHOLE);
1007                         whole->bd_part_count++;
1008                         p = disk->part[part - 1];
1009                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
1010                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
1011                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) || !p || !p->nr_sects) {
1012                                 whole->bd_part_count--;
1013                                 mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1014                                 ret = -ENXIO;
1015                                 goto out_first;
1016                         }
1017                         kobject_get(&p->kobj);
1018                         bdev->bd_part = p;
1019                         bd_set_size(bdev, (loff_t) p->nr_sects << 9);
1020                         mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1021                 }
1022         } else {
1023                 put_disk(disk);
1024                 module_put(owner);
1025                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1026                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
1027                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
1028                                 if (ret)
1029                                         goto out;
1030                         }
1031                         if (bdev->bd_invalidated)
1032                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1033                 } else {
1034                         mutex_lock_nested(&bdev->bd_contains->bd_mutex,
1035                                           BD_MUTEX_WHOLE);
1036                         bdev->bd_contains->bd_part_count++;
1037                         mutex_unlock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
1038                 }
1039         }
1040         bdev->bd_openers++;
1041         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1042         unlock_kernel();
1043         return 0;
1044
1045 out_first:
1046         bdev->bd_disk = NULL;
1047         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1048         if (bdev != bdev->bd_contains)
1049                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, BD_MUTEX_WHOLE);
1050         bdev->bd_contains = NULL;
1051         put_disk(disk);
1052         module_put(owner);
1053 out:
1054         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1055         unlock_kernel();
1056         if (ret)
1057                 bdput(bdev);
1058         return ret;
1059 }
1060
1061 int blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1062 {
1063         /*
1064          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1065          * It will go away.
1066          * For now, block device ->open() routine must _not_
1067          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1068          */
1069         struct file fake_file = {};
1070         struct dentry fake_dentry = {};
1071         fake_file.f_mode = mode;
1072         fake_file.f_flags = flags;
1073         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
1074         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1075
1076         return do_open(bdev, &fake_file, BD_MUTEX_NORMAL);
1077 }
1078
1079 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1080
1081 static int
1082 blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1083 {
1084         /*
1085          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1086          * It will go away.
1087          * For now, block device ->open() routine must _not_
1088          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1089          */
1090         struct file fake_file = {};
1091         struct dentry fake_dentry = {};
1092         fake_file.f_mode = mode;
1093         fake_file.f_flags = flags;
1094         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
1095         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1096
1097         return do_open(bdev, &fake_file, BD_MUTEX_WHOLE);
1098 }
1099
1100 static int
1101 blkdev_get_partition(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1102 {
1103         /*
1104          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1105          * It will go away.
1106          * For now, block device ->open() routine must _not_
1107          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1108          */
1109         struct file fake_file = {};
1110         struct dentry fake_dentry = {};
1111         fake_file.f_mode = mode;
1112         fake_file.f_flags = flags;
1113         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
1114         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1115
1116         return do_open(bdev, &fake_file, BD_MUTEX_PARTITION);
1117 }
1118
1119 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1120 {
1121         struct block_device *bdev;
1122         int res;
1123
1124         /*
1125          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1126          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1127          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1128          * during an unstable branch.
1129          */
1130         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1131
1132         bdev = bd_acquire(inode);
1133
1134         res = do_open(bdev, filp, BD_MUTEX_NORMAL);
1135         if (res)
1136                 return res;
1137
1138         if (!(filp->f_flags & O_EXCL) )
1139                 return 0;
1140
1141         if (!(res = bd_claim(bdev, filp)))
1142                 return 0;
1143
1144         blkdev_put(bdev);
1145         return res;
1146 }
1147
1148 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1149 {
1150         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1151         if (bdev->bd_holder == filp)
1152                 bd_release(bdev);
1153         return blkdev_put(bdev);
1154 }
1155
1156 static ssize_t blkdev_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1157                                    size_t count, loff_t *ppos)
1158 {
1159         struct iovec local_iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = count };
1160
1161         return generic_file_write_nolock(file, &local_iov, 1, ppos);
1162 }
1163
1164 static ssize_t blkdev_file_aio_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf,
1165                                    size_t count, loff_t pos)
1166 {
1167         struct iovec local_iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = count };
1168
1169         return generic_file_aio_write_nolock(iocb, &local_iov, 1, &iocb->ki_pos);
1170 }
1171
1172 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1173 {
1174         return blkdev_ioctl(file->f_mapping->host, file, cmd, arg);
1175 }
1176
1177 const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1178         .readpage       = blkdev_readpage,
1179         .writepage      = blkdev_writepage,
1180         .sync_page      = block_sync_page,
1181         .prepare_write  = blkdev_prepare_write,
1182         .commit_write   = blkdev_commit_write,
1183         .writepages     = generic_writepages,
1184         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1185 };
1186
1187 const struct file_operations def_blk_fops = {
1188         .open           = blkdev_open,
1189         .release        = blkdev_close,
1190         .llseek         = block_llseek,
1191         .read           = generic_file_read,
1192         .write          = blkdev_file_write,
1193         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1194         .aio_write      = blkdev_file_aio_write, 
1195         .mmap           = generic_file_mmap,
1196         .fsync          = block_fsync,
1197         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1198 #ifdef CONFIG_COMPAT
1199         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1200 #endif
1201         .readv          = generic_file_readv,
1202         .writev         = generic_file_write_nolock,
1203         .sendfile       = generic_file_sendfile,
1204         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1205         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1206 };
1207
1208 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1209 {
1210         int res;
1211         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1212         set_fs(KERNEL_DS);
1213         res = blkdev_ioctl(bdev->bd_inode, NULL, cmd, arg);
1214         set_fs(old_fs);
1215         return res;
1216 }
1217
1218 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1219
1220 /**
1221  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1222  *
1223  * @path:       special file representing the block device
1224  *
1225  * Get a reference to the blockdevice at @path in the current
1226  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1227  * otherwise.
1228  */
1229 struct block_device *lookup_bdev(const char *path)
1230 {
1231         struct block_device *bdev;
1232         struct inode *inode;
1233         struct nameidata nd;
1234         int error;
1235
1236         if (!path || !*path)
1237                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1238
1239         error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
1240         if (error)
1241                 return ERR_PTR(error);
1242
1243         inode = nd.dentry->d_inode;
1244         error = -ENOTBLK;
1245         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1246                 goto fail;
1247         error = -EACCES;
1248         if (nd.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1249                 goto fail;
1250         error = -ENOMEM;
1251         bdev = bd_acquire(inode);
1252         if (!bdev)
1253                 goto fail;
1254 out:
1255         path_release(&nd);
1256         return bdev;
1257 fail:
1258         bdev = ERR_PTR(error);
1259         goto out;
1260 }
1261
1262 /**
1263  * open_bdev_excl  -  open a block device by name and set it up for use
1264  *
1265  * @path:       special file representing the block device
1266  * @flags:      %MS_RDONLY for opening read-only
1267  * @holder:     owner for exclusion
1268  *
1269  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1270  * for the @holder.
1271  */
1272 struct block_device *open_bdev_excl(const char *path, int flags, void *holder)
1273 {
1274         struct block_device *bdev;
1275         mode_t mode = FMODE_READ;
1276         int error = 0;
1277
1278         bdev = lookup_bdev(path);
1279         if (IS_ERR(bdev))
1280                 return bdev;
1281
1282         if (!(flags & MS_RDONLY))
1283                 mode |= FMODE_WRITE;
1284         error = blkdev_get(bdev, mode, 0);
1285         if (error)
1286                 return ERR_PTR(error);
1287         error = -EACCES;
1288         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(bdev))
1289                 goto blkdev_put;
1290         error = bd_claim(bdev, holder);
1291         if (error)
1292                 goto blkdev_put;
1293
1294         return bdev;
1295         
1296 blkdev_put:
1297         blkdev_put(bdev);
1298         return ERR_PTR(error);
1299 }
1300
1301 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_excl);
1302
1303 /**
1304  * close_bdev_excl  -  release a blockdevice openen by open_bdev_excl()
1305  *
1306  * @bdev:       blockdevice to close
1307  *
1308  * This is the counterpart to open_bdev_excl().
1309  */
1310 void close_bdev_excl(struct block_device *bdev)
1311 {
1312         bd_release(bdev);
1313         blkdev_put(bdev);
1314 }
1315
1316 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_excl);