add releasepage hooks to block devices which can be used by file systems
[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/device_cgroup.h>
16 #include <linux/highmem.h>
17 #include <linux/blkdev.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/writeback.h>
22 #include <linux/mpage.h>
23 #include <linux/mount.h>
24 #include <linux/uio.h>
25 #include <linux/namei.h>
26 #include <linux/log2.h>
27 #include <asm/uaccess.h>
28 #include "internal.h"
29
30 struct bdev_inode {
31         struct block_device bdev;
32         struct inode vfs_inode;
33 };
34
35 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
36
37 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
38 {
39         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
40 }
41
42 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
43 {
44         return &BDEV_I(inode)->bdev;
45 }
46
47 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
48
49 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
50 {
51         sector_t retval = ~((sector_t)0);
52         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
53
54         if (sz) {
55                 unsigned int size = block_size(bdev);
56                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
57                 retval = (sz >> sizebits);
58         }
59         return retval;
60 }
61
62 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
63 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
64 {
65         if (bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages == 0)
66                 return;
67         invalidate_bh_lrus();
68         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
69 }       
70
71 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
72 {
73         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
74         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
75                 return -EINVAL;
76
77         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
78         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
79                 return -EINVAL;
80
81         /* Don't change the size if it is same as current */
82         if (bdev->bd_block_size != size) {
83                 sync_blockdev(bdev);
84                 bdev->bd_block_size = size;
85                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
86                 kill_bdev(bdev);
87         }
88         return 0;
89 }
90
91 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
92
93 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
94 {
95         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
96                 return 0;
97         /* If we get here, we know size is power of two
98          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
99         sb->s_blocksize = size;
100         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
101         return sb->s_blocksize;
102 }
103
104 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
105
106 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
107 {
108         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
109         if (size < minsize)
110                 size = minsize;
111         return sb_set_blocksize(sb, size);
112 }
113
114 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
115
116 static int
117 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
118                 struct buffer_head *bh, int create)
119 {
120         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
121                 if (create)
122                         return -EIO;
123
124                 /*
125                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
126                  * return a hole, they will have to call get_block again
127                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
128                  * time
129                  */
130                 return 0;
131         }
132         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
133         bh->b_blocknr = iblock;
134         set_buffer_mapped(bh);
135         return 0;
136 }
137
138 static int
139 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
140                 struct buffer_head *bh, int create)
141 {
142         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
143         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
144
145         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
146                 max_blocks = end_block - iblock;
147                 if ((long)max_blocks <= 0) {
148                         if (create)
149                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
150                         /*
151                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
152                          * a !buffer_mapped buffer
153                          */
154                         max_blocks = 0;
155                 }
156         }
157
158         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
159         bh->b_blocknr = iblock;
160         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
161         if (max_blocks)
162                 set_buffer_mapped(bh);
163         return 0;
164 }
165
166 static ssize_t
167 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
168                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
169 {
170         struct file *file = iocb->ki_filp;
171         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
172
173         return blockdev_direct_IO_no_locking(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode),
174                                 iov, offset, nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL);
175 }
176
177 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
178 {
179         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
180 }
181
182 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
183 {
184         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
185 }
186
187 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
188                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
189                         struct page **pagep, void **fsdata)
190 {
191         *pagep = NULL;
192         return block_write_begin(file, mapping, pos, len, flags, pagep, fsdata,
193                                 blkdev_get_block);
194 }
195
196 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
197                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
198                         struct page *page, void *fsdata)
199 {
200         int ret;
201         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
202
203         unlock_page(page);
204         page_cache_release(page);
205
206         return ret;
207 }
208
209 /*
210  * private llseek:
211  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
212  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
213  */
214 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
215 {
216         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
217         loff_t size;
218         loff_t retval;
219
220         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
221         size = i_size_read(bd_inode);
222
223         switch (origin) {
224                 case 2:
225                         offset += size;
226                         break;
227                 case 1:
228                         offset += file->f_pos;
229         }
230         retval = -EINVAL;
231         if (offset >= 0 && offset <= size) {
232                 if (offset != file->f_pos) {
233                         file->f_pos = offset;
234                 }
235                 retval = offset;
236         }
237         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
238         return retval;
239 }
240         
241 /*
242  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
243  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
244  */
245  
246 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
247 {
248         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
249 }
250
251 /*
252  * pseudo-fs
253  */
254
255 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
256 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
257
258 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
259 {
260         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
261         if (!ei)
262                 return NULL;
263         return &ei->vfs_inode;
264 }
265
266 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
267 {
268         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
269
270         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
271         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
272 }
273
274 static void init_once(void *foo)
275 {
276         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
277         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
278
279         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
280         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
281         sema_init(&bdev->bd_mount_sem, 1);
282         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
283         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
284 #ifdef CONFIG_SYSFS
285         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
286 #endif
287         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
288 }
289
290 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
291 {
292         list_del_init(&inode->i_devices);
293         inode->i_bdev = NULL;
294         inode->i_mapping = &inode->i_data;
295 }
296
297 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
298 {
299         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
300         struct list_head *p;
301         spin_lock(&bdev_lock);
302         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
303                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
304         }
305         list_del_init(&bdev->bd_list);
306         spin_unlock(&bdev_lock);
307 }
308
309 static const struct super_operations bdev_sops = {
310         .statfs = simple_statfs,
311         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
312         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
313         .drop_inode = generic_delete_inode,
314         .clear_inode = bdev_clear_inode,
315 };
316
317 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
318         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
319 {
320         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
321 }
322
323 static struct file_system_type bd_type = {
324         .name           = "bdev",
325         .get_sb         = bd_get_sb,
326         .kill_sb        = kill_anon_super,
327 };
328
329 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
330
331 void __init bdev_cache_init(void)
332 {
333         int err;
334         struct vfsmount *bd_mnt;
335
336         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
337                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
338                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
339                         init_once);
340         err = register_filesystem(&bd_type);
341         if (err)
342                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
343         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
344         if (IS_ERR(bd_mnt))
345                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
346         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
347 }
348
349 /*
350  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
351  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
352  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
353  */
354 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
355 {
356         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
357 }
358
359 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
360 {
361         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
362 }
363
364 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
365 {
366         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
367         return 0;
368 }
369
370 static LIST_HEAD(all_bdevs);
371
372 struct block_device *bdget(dev_t dev)
373 {
374         struct block_device *bdev;
375         struct inode *inode;
376
377         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
378                         bdev_test, bdev_set, &dev);
379
380         if (!inode)
381                 return NULL;
382
383         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
384
385         if (inode->i_state & I_NEW) {
386                 bdev->bd_contains = NULL;
387                 bdev->bd_inode = inode;
388                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
389                 bdev->bd_part_count = 0;
390                 bdev->bd_invalidated = 0;
391                 inode->i_mode = S_IFBLK;
392                 inode->i_rdev = dev;
393                 inode->i_bdev = bdev;
394                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
395                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
396                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
397                 spin_lock(&bdev_lock);
398                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
399                 spin_unlock(&bdev_lock);
400                 unlock_new_inode(inode);
401         }
402         return bdev;
403 }
404
405 EXPORT_SYMBOL(bdget);
406
407 long nr_blockdev_pages(void)
408 {
409         struct block_device *bdev;
410         long ret = 0;
411         spin_lock(&bdev_lock);
412         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
413                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
414         }
415         spin_unlock(&bdev_lock);
416         return ret;
417 }
418
419 void bdput(struct block_device *bdev)
420 {
421         iput(bdev->bd_inode);
422 }
423
424 EXPORT_SYMBOL(bdput);
425  
426 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
427 {
428         struct block_device *bdev;
429
430         spin_lock(&bdev_lock);
431         bdev = inode->i_bdev;
432         if (bdev) {
433                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
434                 spin_unlock(&bdev_lock);
435                 return bdev;
436         }
437         spin_unlock(&bdev_lock);
438
439         bdev = bdget(inode->i_rdev);
440         if (bdev) {
441                 spin_lock(&bdev_lock);
442                 if (!inode->i_bdev) {
443                         /*
444                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
445                          * and it's released in clear_inode() of inode.
446                          * So, we can access it via ->i_mapping always
447                          * without igrab().
448                          */
449                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
450                         inode->i_bdev = bdev;
451                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
452                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
453                 }
454                 spin_unlock(&bdev_lock);
455         }
456         return bdev;
457 }
458
459 /* Call when you free inode */
460
461 void bd_forget(struct inode *inode)
462 {
463         struct block_device *bdev = NULL;
464
465         spin_lock(&bdev_lock);
466         if (inode->i_bdev) {
467                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
468                         bdev = inode->i_bdev;
469                 __bd_forget(inode);
470         }
471         spin_unlock(&bdev_lock);
472
473         if (bdev)
474                 iput(bdev->bd_inode);
475 }
476
477 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
478 {
479         int res;
480         spin_lock(&bdev_lock);
481
482         /* first decide result */
483         if (bdev->bd_holder == holder)
484                 res = 0;         /* already a holder */
485         else if (bdev->bd_holder != NULL)
486                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
487         else if (bdev->bd_contains == bdev)
488                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
489
490         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
491                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
492         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
493                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
494         else
495                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
496
497         /* now impose change */
498         if (res==0) {
499                 /* note that for a whole device bd_holders
500                  * will be incremented twice, and bd_holder will
501                  * be set to bd_claim before being set to holder
502                  */
503                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
504                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
505                 bdev->bd_holders++;
506                 bdev->bd_holder = holder;
507         }
508         spin_unlock(&bdev_lock);
509         return res;
510 }
511
512 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
513
514 void bd_release(struct block_device *bdev)
515 {
516         spin_lock(&bdev_lock);
517         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
518                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
519         if (!--bdev->bd_holders)
520                 bdev->bd_holder = NULL;
521         spin_unlock(&bdev_lock);
522 }
523
524 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
525
526 #ifdef CONFIG_SYSFS
527 /*
528  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
529  *
530  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
531  *     and the kobject has a parent directory,
532  *     following symlinks are created:
533  *        o from the kobject to the claimed bdev
534  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
535  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
536  *
537  *     Example:
538  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
539  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
540  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
541  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
542  */
543
544 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
545 {
546         if (!from || !to)
547                 return 0;
548         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
549 }
550
551 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
552 {
553         if (!from || !to)
554                 return;
555         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
556 }
557
558 /*
559  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
560  * bd_claim_by_kobject.
561  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
562  */
563 struct bd_holder {
564         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
565         int count;              /* references from the holder */
566         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
567         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
568         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
569         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
570 };
571
572 /*
573  * Get references of related kobjects at once.
574  * Returns 1 on success. 0 on failure.
575  *
576  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
577  */
578 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
579                         struct bd_holder *bo)
580 {
581         if (!bdev || !bo)
582                 return 0;
583
584         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
585         if (!bo->sdir)
586                 return 0;
587
588         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
589         if (!bo->hdev)
590                 goto fail_put_sdir;
591
592         bo->sdev = kobject_get(&part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
593         if (!bo->sdev)
594                 goto fail_put_hdev;
595
596         bo->hdir = kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
597         if (!bo->hdir)
598                 goto fail_put_sdev;
599
600         return 1;
601
602 fail_put_sdev:
603         kobject_put(bo->sdev);
604 fail_put_hdev:
605         kobject_put(bo->hdev);
606 fail_put_sdir:
607         kobject_put(bo->sdir);
608
609         return 0;
610 }
611
612 /* Put references of related kobjects at once. */
613 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
614 {
615         kobject_put(bo->hdir);
616         kobject_put(bo->sdev);
617         kobject_put(bo->hdev);
618         kobject_put(bo->sdir);
619 }
620
621 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
622 {
623         struct bd_holder *bo;
624
625         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
626         if (!bo)
627                 return NULL;
628
629         bo->count = 1;
630         bo->sdir = kobj;
631
632         return bo;
633 }
634
635 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
636 {
637         kfree(bo);
638 }
639
640 /**
641  * find_bd_holder - find matching struct bd_holder from the block device
642  *
643  * @bdev:       struct block device to be searched
644  * @bo:         target struct bd_holder
645  *
646  * Returns matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list.
647  * If found, increment the reference count and return the pointer.
648  * If not found, returns NULL.
649  */
650 static struct bd_holder *find_bd_holder(struct block_device *bdev,
651                                         struct bd_holder *bo)
652 {
653         struct bd_holder *tmp;
654
655         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list)
656                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
657                         tmp->count++;
658                         return tmp;
659                 }
660
661         return NULL;
662 }
663
664 /**
665  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
666  *
667  * @bdev:       block device to be bd_claimed
668  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
669  *
670  * Add @bo to @bdev->bd_holder_list, create symlinks.
671  *
672  * Returns 0 if symlinks are created.
673  * Returns -ve if something fails.
674  */
675 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
676 {
677         int err;
678
679         if (!bo)
680                 return -EINVAL;
681
682         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
683                 return -EBUSY;
684
685         err = add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
686         if (err)
687                 return err;
688
689         err = add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
690         if (err) {
691                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
692                 return err;
693         }
694
695         list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
696         return 0;
697 }
698
699 /**
700  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
701  *
702  * @bdev:       block device to be bd_claimed
703  * @kobj:       holder's kobject
704  *
705  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
706  * and no other bd_claim() from the same kobject,
707  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
708  *
709  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
710  * and ready to be freed.
711  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
712  * by the same kobject.
713  */
714 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
715                                         struct kobject *kobj)
716 {
717         struct bd_holder *bo;
718
719         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
720                 if (bo->sdir == kobj) {
721                         bo->count--;
722                         BUG_ON(bo->count < 0);
723                         if (!bo->count) {
724                                 list_del(&bo->list);
725                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
726                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
727                                 bd_holder_release_dirs(bo);
728                                 return bo;
729                         }
730                         break;
731                 }
732         }
733
734         return NULL;
735 }
736
737 /**
738  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
739  *
740  * @bdev:       block device to be claimed
741  * @holder:     holder's signature
742  * @kobj:       holder's kobject
743  *
744  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
745  * the bdev and the holder's kobject.
746  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
747  *
748  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
749  * Returns errno on failure.
750  */
751 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
752                                 struct kobject *kobj)
753 {
754         int err;
755         struct bd_holder *bo, *found;
756
757         if (!kobj)
758                 return -EINVAL;
759
760         bo = alloc_bd_holder(kobj);
761         if (!bo)
762                 return -ENOMEM;
763
764         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
765
766         err = bd_claim(bdev, holder);
767         if (err)
768                 goto fail;
769
770         found = find_bd_holder(bdev, bo);
771         if (found)
772                 goto fail;
773
774         err = add_bd_holder(bdev, bo);
775         if (err)
776                 bd_release(bdev);
777         else
778                 bo = NULL;
779 fail:
780         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
781         free_bd_holder(bo);
782         return err;
783 }
784
785 /**
786  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
787  *
788  * @bdev:       block device to be released
789  * @kobj:       holder's kobject
790  *
791  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
792  */
793 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
794                                         struct kobject *kobj)
795 {
796         if (!kobj)
797                 return;
798
799         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
800         bd_release(bdev);
801         free_bd_holder(del_bd_holder(bdev, kobj));
802         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
803 }
804
805 /**
806  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
807  *
808  * @bdev:       block device to be claimed
809  * @holder:     holder's signature
810  * @disk:       holder's gendisk
811  *
812  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
813  */
814 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
815                         struct gendisk *disk)
816 {
817         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
818 }
819 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
820
821 /**
822  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
823  *
824  * @bdev:       block device to be claimed
825  * @disk:       holder's gendisk
826  *
827  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
828  */
829 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
830 {
831         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
832         kobject_put(disk->slave_dir);
833 }
834 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
835 #endif
836
837 /*
838  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
839  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
840  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
841  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
842  * your API.
843  */
844 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, fmode_t mode)
845 {
846         struct block_device *bdev = bdget(dev);
847         int err = -ENOMEM;
848         if (bdev)
849                 err = blkdev_get(bdev, mode);
850         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
851 }
852
853 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
854
855 /**
856  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
857  *
858  * @bdev:      struct block device to be flushed
859  *
860  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
861  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
862  * resize.
863  */
864 static void flush_disk(struct block_device *bdev)
865 {
866         if (__invalidate_device(bdev)) {
867                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
868
869                 if (bdev->bd_disk)
870                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
871                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
872                        "resized disk %s\n", name);
873         }
874
875         if (!bdev->bd_disk)
876                 return;
877         if (disk_partitionable(bdev->bd_disk))
878                 bdev->bd_invalidated = 1;
879 }
880
881 /**
882  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
883  * @disk: struct gendisk to check
884  * @bdev: struct bdev to adjust.
885  *
886  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
887  * and adjusts it if it differs.
888  */
889 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
890 {
891         loff_t disk_size, bdev_size;
892
893         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
894         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
895         if (disk_size != bdev_size) {
896                 char name[BDEVNAME_SIZE];
897
898                 disk_name(disk, 0, name);
899                 printk(KERN_INFO
900                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
901                        name, bdev_size, disk_size);
902                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
903                 flush_disk(bdev);
904         }
905 }
906 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
907
908 /**
909  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
910  * @disk: struct gendisk to be revalidated
911  *
912  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
913  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
914  * for all revalidate_disk operations.
915  */
916 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
917 {
918         struct block_device *bdev;
919         int ret = 0;
920
921         if (disk->fops->revalidate_disk)
922                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
923
924         bdev = bdget_disk(disk, 0);
925         if (!bdev)
926                 return ret;
927
928         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
929         check_disk_size_change(disk, bdev);
930         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
931         bdput(bdev);
932         return ret;
933 }
934 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
935
936 /*
937  * This routine checks whether a removable media has been changed,
938  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
939  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
940  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
941  * is the best way of combining speed and utility, I think.
942  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
943  * to lose :-)
944  */
945 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
946 {
947         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
948         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
949
950         if (!bdops->media_changed)
951                 return 0;
952         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
953                 return 0;
954
955         flush_disk(bdev);
956         if (bdops->revalidate_disk)
957                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
958         return 1;
959 }
960
961 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
962
963 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
964 {
965         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
966
967         bdev->bd_inode->i_size = size;
968         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
969                 if (size & bsize)
970                         break;
971                 bsize <<= 1;
972         }
973         bdev->bd_block_size = bsize;
974         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
975 }
976 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
977
978 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
979
980 /*
981  * bd_mutex locking:
982  *
983  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
984  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
985  */
986
987 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
988 {
989         struct gendisk *disk;
990         int ret;
991         int partno;
992         int perm = 0;
993
994         if (mode & FMODE_READ)
995                 perm |= MAY_READ;
996         if (mode & FMODE_WRITE)
997                 perm |= MAY_WRITE;
998         /*
999          * hooks: /n/, see "layering violations".
1000          */
1001         ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1002         if (ret != 0) {
1003                 bdput(bdev);
1004                 return ret;
1005         }
1006
1007         lock_kernel();
1008
1009         ret = -ENXIO;
1010         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1011         if (!disk)
1012                 goto out_unlock_kernel;
1013
1014         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1015         if (!bdev->bd_openers) {
1016                 bdev->bd_disk = disk;
1017                 bdev->bd_contains = bdev;
1018                 if (!partno) {
1019                         struct backing_dev_info *bdi;
1020
1021                         ret = -ENXIO;
1022                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1023                         if (!bdev->bd_part)
1024                                 goto out_clear;
1025
1026                         if (disk->fops->open) {
1027                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1028                                 if (ret)
1029                                         goto out_clear;
1030                         }
1031                         if (!bdev->bd_openers) {
1032                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1033                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1034                                 if (bdi == NULL)
1035                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1036                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
1037                         }
1038                         if (bdev->bd_invalidated)
1039                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1040                 } else {
1041                         struct block_device *whole;
1042                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1043                         ret = -ENOMEM;
1044                         if (!whole)
1045                                 goto out_clear;
1046                         BUG_ON(for_part);
1047                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1048                         if (ret)
1049                                 goto out_clear;
1050                         bdev->bd_contains = whole;
1051                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
1052                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
1053                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1054                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1055                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1056                                 ret = -ENXIO;
1057                                 goto out_clear;
1058                         }
1059                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1060                 }
1061         } else {
1062                 put_disk(disk);
1063                 module_put(disk->fops->owner);
1064                 disk = NULL;
1065                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1066                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
1067                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1068                                 if (ret)
1069                                         goto out_unlock_bdev;
1070                         }
1071                         if (bdev->bd_invalidated)
1072                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1073                 }
1074         }
1075         bdev->bd_openers++;
1076         if (for_part)
1077                 bdev->bd_part_count++;
1078         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1079         unlock_kernel();
1080         return 0;
1081
1082  out_clear:
1083         disk_put_part(bdev->bd_part);
1084         bdev->bd_disk = NULL;
1085         bdev->bd_part = NULL;
1086         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1087         if (bdev != bdev->bd_contains)
1088                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1089         bdev->bd_contains = NULL;
1090  out_unlock_bdev:
1091         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1092  out_unlock_kernel:
1093         unlock_kernel();
1094
1095         if (disk)
1096                 module_put(disk->fops->owner);
1097         put_disk(disk);
1098         bdput(bdev);
1099
1100         return ret;
1101 }
1102
1103 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1104 {
1105         return __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1106 }
1107 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1108
1109 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1110 {
1111         struct block_device *bdev;
1112         int res;
1113
1114         /*
1115          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1116          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1117          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1118          * during an unstable branch.
1119          */
1120         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1121
1122         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1123                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1124         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1125                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1126         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1127                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1128
1129         bdev = bd_acquire(inode);
1130         if (bdev == NULL)
1131                 return -ENOMEM;
1132
1133         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1134
1135         res = blkdev_get(bdev, filp->f_mode);
1136         if (res)
1137                 return res;
1138
1139         if (filp->f_mode & FMODE_EXCL) {
1140                 res = bd_claim(bdev, filp);
1141                 if (res)
1142                         goto out_blkdev_put;
1143         }
1144
1145         return 0;
1146
1147  out_blkdev_put:
1148         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1149         return res;
1150 }
1151
1152 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1153 {
1154         int ret = 0;
1155         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1156         struct block_device *victim = NULL;
1157
1158         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1159         lock_kernel();
1160         if (for_part)
1161                 bdev->bd_part_count--;
1162
1163         if (!--bdev->bd_openers) {
1164                 sync_blockdev(bdev);
1165                 kill_bdev(bdev);
1166         }
1167         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1168                 if (disk->fops->release)
1169                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1170         }
1171         if (!bdev->bd_openers) {
1172                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1173
1174                 put_disk(disk);
1175                 module_put(owner);
1176                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1177                 bdev->bd_part = NULL;
1178                 bdev->bd_disk = NULL;
1179                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1180                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1181                         victim = bdev->bd_contains;
1182                 bdev->bd_contains = NULL;
1183         }
1184         unlock_kernel();
1185         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1186         bdput(bdev);
1187         if (victim)
1188                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1189         return ret;
1190 }
1191
1192 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1193 {
1194         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1195 }
1196 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1197
1198 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1199 {
1200         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1201         if (bdev->bd_holder == filp)
1202                 bd_release(bdev);
1203         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1204 }
1205
1206 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1207 {
1208         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1209         fmode_t mode = file->f_mode;
1210
1211         /*
1212          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1213          * to updated it before every ioctl.
1214          */
1215         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1216                 mode |= FMODE_NDELAY;
1217         else
1218                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1219
1220         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1221 }
1222
1223 /*
1224  * Try to release a page associated with block device when the system
1225  * is under memory pressure.
1226  */
1227 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1228 {
1229         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1230
1231         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1232                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1233
1234         return try_to_free_buffers(page);
1235 }
1236
1237 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1238         .readpage       = blkdev_readpage,
1239         .writepage      = blkdev_writepage,
1240         .sync_page      = block_sync_page,
1241         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1242         .write_end      = blkdev_write_end,
1243         .writepages     = generic_writepages,
1244         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1245         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1246 };
1247
1248 const struct file_operations def_blk_fops = {
1249         .open           = blkdev_open,
1250         .release        = blkdev_close,
1251         .llseek         = block_llseek,
1252         .read           = do_sync_read,
1253         .write          = do_sync_write,
1254         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1255         .aio_write      = generic_file_aio_write_nolock,
1256         .mmap           = generic_file_mmap,
1257         .fsync          = block_fsync,
1258         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1259 #ifdef CONFIG_COMPAT
1260         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1261 #endif
1262         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1263         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1264 };
1265
1266 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1267 {
1268         int res;
1269         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1270         set_fs(KERNEL_DS);
1271         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1272         set_fs(old_fs);
1273         return res;
1274 }
1275
1276 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1277
1278 /**
1279  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1280  * @path:       special file representing the block device
1281  *
1282  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1283  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1284  * otherwise.
1285  */
1286 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1287 {
1288         struct block_device *bdev;
1289         struct inode *inode;
1290         struct path path;
1291         int error;
1292
1293         if (!pathname || !*pathname)
1294                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1295
1296         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1297         if (error)
1298                 return ERR_PTR(error);
1299
1300         inode = path.dentry->d_inode;
1301         error = -ENOTBLK;
1302         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1303                 goto fail;
1304         error = -EACCES;
1305         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1306                 goto fail;
1307         error = -ENOMEM;
1308         bdev = bd_acquire(inode);
1309         if (!bdev)
1310                 goto fail;
1311 out:
1312         path_put(&path);
1313         return bdev;
1314 fail:
1315         bdev = ERR_PTR(error);
1316         goto out;
1317 }
1318 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1319
1320 /**
1321  * open_bdev_exclusive  -  open a block device by name and set it up for use
1322  *
1323  * @path:       special file representing the block device
1324  * @mode:       FMODE_... combination to pass be used
1325  * @holder:     owner for exclusion
1326  *
1327  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1328  * for the @holder.
1329  */
1330 struct block_device *open_bdev_exclusive(const char *path, fmode_t mode, void *holder)
1331 {
1332         struct block_device *bdev;
1333         int error = 0;
1334
1335         bdev = lookup_bdev(path);
1336         if (IS_ERR(bdev))
1337                 return bdev;
1338
1339         error = blkdev_get(bdev, mode);
1340         if (error)
1341                 return ERR_PTR(error);
1342         error = -EACCES;
1343         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev))
1344                 goto blkdev_put;
1345         error = bd_claim(bdev, holder);
1346         if (error)
1347                 goto blkdev_put;
1348
1349         return bdev;
1350         
1351 blkdev_put:
1352         blkdev_put(bdev, mode);
1353         return ERR_PTR(error);
1354 }
1355
1356 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_exclusive);
1357
1358 /**
1359  * close_bdev_exclusive  -  close a blockdevice opened by open_bdev_exclusive()
1360  *
1361  * @bdev:       blockdevice to close
1362  * @mode:       mode, must match that used to open.
1363  *
1364  * This is the counterpart to open_bdev_exclusive().
1365  */
1366 void close_bdev_exclusive(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1367 {
1368         bd_release(bdev);
1369         blkdev_put(bdev, mode);
1370 }
1371
1372 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_exclusive);
1373
1374 int __invalidate_device(struct block_device *bdev)
1375 {
1376         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1377         int res = 0;
1378
1379         if (sb) {
1380                 /*
1381                  * no need to lock the super, get_super holds the
1382                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1383                  * under us (->put_super runs with the write lock
1384                  * hold).
1385                  */
1386                 shrink_dcache_sb(sb);
1387                 res = invalidate_inodes(sb);
1388                 drop_super(sb);
1389         }
1390         invalidate_bdev(bdev);
1391         return res;
1392 }
1393 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);