[PATCH] Revert bd_mount_mutex back to a semaphore
[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/writeback.h>
21 #include <linux/mpage.h>
22 #include <linux/mount.h>
23 #include <linux/uio.h>
24 #include <linux/namei.h>
25 #include <asm/uaccess.h>
26 #include "internal.h"
27
28 struct bdev_inode {
29         struct block_device bdev;
30         struct inode vfs_inode;
31 };
32
33 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
34 {
35         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
36 }
37
38 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
39 {
40         return &BDEV_I(inode)->bdev;
41 }
42
43 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
44
45 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
46 {
47         sector_t retval = ~((sector_t)0);
48         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
49
50         if (sz) {
51                 unsigned int size = block_size(bdev);
52                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
53                 retval = (sz >> sizebits);
54         }
55         return retval;
56 }
57
58 /* Kill _all_ buffers, dirty or not.. */
59 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
60 {
61         invalidate_bdev(bdev, 1);
62         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
63 }       
64
65 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
66 {
67         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
68         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || (size & (size-1)))
69                 return -EINVAL;
70
71         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
72         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
73                 return -EINVAL;
74
75         /* Don't change the size if it is same as current */
76         if (bdev->bd_block_size != size) {
77                 sync_blockdev(bdev);
78                 bdev->bd_block_size = size;
79                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
80                 kill_bdev(bdev);
81         }
82         return 0;
83 }
84
85 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
86
87 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
88 {
89         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
90                 return 0;
91         /* If we get here, we know size is power of two
92          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
93         sb->s_blocksize = size;
94         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
95         return sb->s_blocksize;
96 }
97
98 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
99
100 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
101 {
102         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
103         if (size < minsize)
104                 size = minsize;
105         return sb_set_blocksize(sb, size);
106 }
107
108 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
109
110 static int
111 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
112                 struct buffer_head *bh, int create)
113 {
114         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
115                 if (create)
116                         return -EIO;
117
118                 /*
119                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
120                  * return a hole, they will have to call get_block again
121                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
122                  * time
123                  */
124                 return 0;
125         }
126         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
127         bh->b_blocknr = iblock;
128         set_buffer_mapped(bh);
129         return 0;
130 }
131
132 static int blk_end_aio(struct bio *bio, unsigned int bytes_done, int error)
133 {
134         struct kiocb *iocb = bio->bi_private;
135         atomic_t *bio_count = &iocb->ki_bio_count;
136
137         if (bio_data_dir(bio) == READ)
138                 bio_check_pages_dirty(bio);
139         else {
140                 bio_release_pages(bio);
141                 bio_put(bio);
142         }
143
144         /* iocb->ki_nbytes stores error code from LLDD */
145         if (error)
146                 iocb->ki_nbytes = -EIO;
147
148         if (atomic_dec_and_test(bio_count)) {
149                 if (iocb->ki_nbytes < 0)
150                         aio_complete(iocb, iocb->ki_nbytes, 0);
151                 else
152                         aio_complete(iocb, iocb->ki_left, 0);
153         }
154
155         return 0;
156 }
157
158 #define VEC_SIZE        16
159 struct pvec {
160         unsigned short nr;
161         unsigned short idx;
162         struct page *page[VEC_SIZE];
163 };
164
165 #define PAGES_SPANNED(addr, len)        \
166         (DIV_ROUND_UP((addr) + (len), PAGE_SIZE) - (addr) / PAGE_SIZE);
167
168 /*
169  * get page pointer for user addr, we internally cache struct page array for
170  * (addr, count) range in pvec to avoid frequent call to get_user_pages.  If
171  * internal page list is exhausted, a batch count of up to VEC_SIZE is used
172  * to get next set of page struct.
173  */
174 static struct page *blk_get_page(unsigned long addr, size_t count, int rw,
175                                  struct pvec *pvec)
176 {
177         int ret, nr_pages;
178         if (pvec->idx == pvec->nr) {
179                 nr_pages = PAGES_SPANNED(addr, count);
180                 nr_pages = min(nr_pages, VEC_SIZE);
181                 down_read(&current->mm->mmap_sem);
182                 ret = get_user_pages(current, current->mm, addr, nr_pages,
183                                      rw == READ, 0, pvec->page, NULL);
184                 up_read(&current->mm->mmap_sem);
185                 if (ret < 0)
186                         return ERR_PTR(ret);
187                 pvec->nr = ret;
188                 pvec->idx = 0;
189         }
190         return pvec->page[pvec->idx++];
191 }
192
193 static ssize_t
194 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
195                  loff_t pos, unsigned long nr_segs)
196 {
197         struct inode *inode = iocb->ki_filp->f_mapping->host;
198         unsigned blkbits = blksize_bits(bdev_hardsect_size(I_BDEV(inode)));
199         unsigned blocksize_mask = (1 << blkbits) - 1;
200         unsigned long seg = 0;  /* iov segment iterator */
201         unsigned long nvec;     /* number of bio vec needed */
202         unsigned long cur_off;  /* offset into current page */
203         unsigned long cur_len;  /* I/O len of current page, up to PAGE_SIZE */
204
205         unsigned long addr;     /* user iovec address */
206         size_t count;           /* user iovec len */
207         size_t nbytes = iocb->ki_nbytes = iocb->ki_left; /* total xfer size */
208         loff_t size;            /* size of block device */
209         struct bio *bio;
210         atomic_t *bio_count = &iocb->ki_bio_count;
211         struct page *page;
212         struct pvec pvec;
213
214         pvec.nr = 0;
215         pvec.idx = 0;
216
217         if (pos & blocksize_mask)
218                 return -EINVAL;
219
220         size = i_size_read(inode);
221         if (pos + nbytes > size) {
222                 nbytes = size - pos;
223                 iocb->ki_left = nbytes;
224         }
225
226         /*
227          * check first non-zero iov alignment, the remaining
228          * iov alignment is checked inside bio loop below.
229          */
230         do {
231                 addr = (unsigned long) iov[seg].iov_base;
232                 count = min(iov[seg].iov_len, nbytes);
233                 if (addr & blocksize_mask || count & blocksize_mask)
234                         return -EINVAL;
235         } while (!count && ++seg < nr_segs);
236         atomic_set(bio_count, 1);
237
238         while (nbytes) {
239                 /* roughly estimate number of bio vec needed */
240                 nvec = (nbytes + PAGE_SIZE - 1) / PAGE_SIZE;
241                 nvec = max(nvec, nr_segs - seg);
242                 nvec = min(nvec, (unsigned long) BIO_MAX_PAGES);
243
244                 /* bio_alloc should not fail with GFP_KERNEL flag */
245                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nvec);
246                 bio->bi_bdev = I_BDEV(inode);
247                 bio->bi_end_io = blk_end_aio;
248                 bio->bi_private = iocb;
249                 bio->bi_sector = pos >> blkbits;
250 same_bio:
251                 cur_off = addr & ~PAGE_MASK;
252                 cur_len = PAGE_SIZE - cur_off;
253                 if (count < cur_len)
254                         cur_len = count;
255
256                 page = blk_get_page(addr, count, rw, &pvec);
257                 if (unlikely(IS_ERR(page)))
258                         goto backout;
259
260                 if (bio_add_page(bio, page, cur_len, cur_off)) {
261                         pos += cur_len;
262                         addr += cur_len;
263                         count -= cur_len;
264                         nbytes -= cur_len;
265
266                         if (count)
267                                 goto same_bio;
268                         while (++seg < nr_segs) {
269                                 addr = (unsigned long) iov[seg].iov_base;
270                                 count = iov[seg].iov_len;
271                                 if (!count)
272                                         continue;
273                                 if (unlikely(addr & blocksize_mask ||
274                                              count & blocksize_mask)) {
275                                         page = ERR_PTR(-EINVAL);
276                                         goto backout;
277                                 }
278                                 count = min(count, nbytes);
279                                 goto same_bio;
280                         }
281                 }
282
283                 /* bio is ready, submit it */
284                 if (rw == READ)
285                         bio_set_pages_dirty(bio);
286                 atomic_inc(bio_count);
287                 submit_bio(rw, bio);
288         }
289
290 completion:
291         iocb->ki_left -= nbytes;
292         nbytes = iocb->ki_left;
293         iocb->ki_pos += nbytes;
294
295         blk_run_address_space(inode->i_mapping);
296         if (atomic_dec_and_test(bio_count))
297                 aio_complete(iocb, nbytes, 0);
298
299         return -EIOCBQUEUED;
300
301 backout:
302         /*
303          * back out nbytes count constructed so far for this bio,
304          * we will throw away current bio.
305          */
306         nbytes += bio->bi_size;
307         bio_release_pages(bio);
308         bio_put(bio);
309
310         /*
311          * if no bio was submmitted, return the error code.
312          * otherwise, proceed with pending I/O completion.
313          */
314         if (atomic_read(bio_count) == 1)
315                 return PTR_ERR(page);
316         goto completion;
317 }
318
319 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
320 {
321         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
322 }
323
324 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
325 {
326         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
327 }
328
329 static int blkdev_prepare_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
330 {
331         return block_prepare_write(page, from, to, blkdev_get_block);
332 }
333
334 static int blkdev_commit_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
335 {
336         return block_commit_write(page, from, to);
337 }
338
339 /*
340  * private llseek:
341  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
342  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
343  */
344 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
345 {
346         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
347         loff_t size;
348         loff_t retval;
349
350         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
351         size = i_size_read(bd_inode);
352
353         switch (origin) {
354                 case 2:
355                         offset += size;
356                         break;
357                 case 1:
358                         offset += file->f_pos;
359         }
360         retval = -EINVAL;
361         if (offset >= 0 && offset <= size) {
362                 if (offset != file->f_pos) {
363                         file->f_pos = offset;
364                 }
365                 retval = offset;
366         }
367         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
368         return retval;
369 }
370         
371 /*
372  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
373  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
374  */
375  
376 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
377 {
378         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
379 }
380
381 /*
382  * pseudo-fs
383  */
384
385 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
386 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
387
388 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
389 {
390         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
391         if (!ei)
392                 return NULL;
393         return &ei->vfs_inode;
394 }
395
396 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
397 {
398         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
399
400         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
401         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
402 }
403
404 static void init_once(void * foo, struct kmem_cache * cachep, unsigned long flags)
405 {
406         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
407         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
408
409         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
410             SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)
411         {
412                 memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
413                 mutex_init(&bdev->bd_mutex);
414                 sema_init(&bdev->bd_mount_sem, 1);
415                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
416                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
417 #ifdef CONFIG_SYSFS
418                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
419 #endif
420                 inode_init_once(&ei->vfs_inode);
421         }
422 }
423
424 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
425 {
426         list_del_init(&inode->i_devices);
427         inode->i_bdev = NULL;
428         inode->i_mapping = &inode->i_data;
429 }
430
431 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
432 {
433         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
434         struct list_head *p;
435         spin_lock(&bdev_lock);
436         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
437                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
438         }
439         list_del_init(&bdev->bd_list);
440         spin_unlock(&bdev_lock);
441 }
442
443 static struct super_operations bdev_sops = {
444         .statfs = simple_statfs,
445         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
446         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
447         .drop_inode = generic_delete_inode,
448         .clear_inode = bdev_clear_inode,
449 };
450
451 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
452         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
453 {
454         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
455 }
456
457 static struct file_system_type bd_type = {
458         .name           = "bdev",
459         .get_sb         = bd_get_sb,
460         .kill_sb        = kill_anon_super,
461 };
462
463 static struct vfsmount *bd_mnt __read_mostly;
464 struct super_block *blockdev_superblock;
465
466 void __init bdev_cache_init(void)
467 {
468         int err;
469         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
470                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
471                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
472                         init_once, NULL);
473         err = register_filesystem(&bd_type);
474         if (err)
475                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
476         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
477         err = PTR_ERR(bd_mnt);
478         if (IS_ERR(bd_mnt))
479                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
480         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
481 }
482
483 /*
484  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
485  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
486  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
487  */
488 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
489 {
490         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
491 }
492
493 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
494 {
495         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
496 }
497
498 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
499 {
500         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
501         return 0;
502 }
503
504 static LIST_HEAD(all_bdevs);
505
506 struct block_device *bdget(dev_t dev)
507 {
508         struct block_device *bdev;
509         struct inode *inode;
510
511         inode = iget5_locked(bd_mnt->mnt_sb, hash(dev),
512                         bdev_test, bdev_set, &dev);
513
514         if (!inode)
515                 return NULL;
516
517         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
518
519         if (inode->i_state & I_NEW) {
520                 bdev->bd_contains = NULL;
521                 bdev->bd_inode = inode;
522                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
523                 bdev->bd_part_count = 0;
524                 bdev->bd_invalidated = 0;
525                 inode->i_mode = S_IFBLK;
526                 inode->i_rdev = dev;
527                 inode->i_bdev = bdev;
528                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
529                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
530                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
531                 spin_lock(&bdev_lock);
532                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
533                 spin_unlock(&bdev_lock);
534                 unlock_new_inode(inode);
535         }
536         return bdev;
537 }
538
539 EXPORT_SYMBOL(bdget);
540
541 long nr_blockdev_pages(void)
542 {
543         struct list_head *p;
544         long ret = 0;
545         spin_lock(&bdev_lock);
546         list_for_each(p, &all_bdevs) {
547                 struct block_device *bdev;
548                 bdev = list_entry(p, struct block_device, bd_list);
549                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
550         }
551         spin_unlock(&bdev_lock);
552         return ret;
553 }
554
555 void bdput(struct block_device *bdev)
556 {
557         iput(bdev->bd_inode);
558 }
559
560 EXPORT_SYMBOL(bdput);
561  
562 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
563 {
564         struct block_device *bdev;
565
566         spin_lock(&bdev_lock);
567         bdev = inode->i_bdev;
568         if (bdev) {
569                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
570                 spin_unlock(&bdev_lock);
571                 return bdev;
572         }
573         spin_unlock(&bdev_lock);
574
575         bdev = bdget(inode->i_rdev);
576         if (bdev) {
577                 spin_lock(&bdev_lock);
578                 if (!inode->i_bdev) {
579                         /*
580                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
581                          * and it's released in clear_inode() of inode.
582                          * So, we can access it via ->i_mapping always
583                          * without igrab().
584                          */
585                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
586                         inode->i_bdev = bdev;
587                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
588                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
589                 }
590                 spin_unlock(&bdev_lock);
591         }
592         return bdev;
593 }
594
595 /* Call when you free inode */
596
597 void bd_forget(struct inode *inode)
598 {
599         struct block_device *bdev = NULL;
600
601         spin_lock(&bdev_lock);
602         if (inode->i_bdev) {
603                 if (inode->i_sb != blockdev_superblock)
604                         bdev = inode->i_bdev;
605                 __bd_forget(inode);
606         }
607         spin_unlock(&bdev_lock);
608
609         if (bdev)
610                 iput(bdev->bd_inode);
611 }
612
613 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
614 {
615         int res;
616         spin_lock(&bdev_lock);
617
618         /* first decide result */
619         if (bdev->bd_holder == holder)
620                 res = 0;         /* already a holder */
621         else if (bdev->bd_holder != NULL)
622                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
623         else if (bdev->bd_contains == bdev)
624                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
625
626         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
627                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
628         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
629                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
630         else
631                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
632
633         /* now impose change */
634         if (res==0) {
635                 /* note that for a whole device bd_holders
636                  * will be incremented twice, and bd_holder will
637                  * be set to bd_claim before being set to holder
638                  */
639                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
640                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
641                 bdev->bd_holders++;
642                 bdev->bd_holder = holder;
643         }
644         spin_unlock(&bdev_lock);
645         return res;
646 }
647
648 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
649
650 void bd_release(struct block_device *bdev)
651 {
652         spin_lock(&bdev_lock);
653         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
654                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
655         if (!--bdev->bd_holders)
656                 bdev->bd_holder = NULL;
657         spin_unlock(&bdev_lock);
658 }
659
660 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
661
662 #ifdef CONFIG_SYSFS
663 /*
664  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
665  *
666  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
667  *     and the kobject has a parent directory,
668  *     following symlinks are created:
669  *        o from the kobject to the claimed bdev
670  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
671  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
672  *
673  *     Example:
674  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
675  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
676  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
677  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
678  */
679
680 static struct kobject *bdev_get_kobj(struct block_device *bdev)
681 {
682         if (bdev->bd_contains != bdev)
683                 return kobject_get(&bdev->bd_part->kobj);
684         else
685                 return kobject_get(&bdev->bd_disk->kobj);
686 }
687
688 static struct kobject *bdev_get_holder(struct block_device *bdev)
689 {
690         if (bdev->bd_contains != bdev)
691                 return kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
692         else
693                 return kobject_get(bdev->bd_disk->holder_dir);
694 }
695
696 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
697 {
698         if (!from || !to)
699                 return 0;
700         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
701 }
702
703 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
704 {
705         if (!from || !to)
706                 return;
707         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
708 }
709
710 /*
711  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
712  * bd_claim_by_kobject.
713  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
714  */
715 struct bd_holder {
716         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
717         int count;              /* references from the holder */
718         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
719         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
720         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
721         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
722 };
723
724 /*
725  * Get references of related kobjects at once.
726  * Returns 1 on success. 0 on failure.
727  *
728  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
729  */
730 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
731                         struct bd_holder *bo)
732 {
733         if (!bdev || !bo)
734                 return 0;
735
736         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
737         if (!bo->sdir)
738                 return 0;
739
740         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
741         if (!bo->hdev)
742                 goto fail_put_sdir;
743
744         bo->sdev = bdev_get_kobj(bdev);
745         if (!bo->sdev)
746                 goto fail_put_hdev;
747
748         bo->hdir = bdev_get_holder(bdev);
749         if (!bo->hdir)
750                 goto fail_put_sdev;
751
752         return 1;
753
754 fail_put_sdev:
755         kobject_put(bo->sdev);
756 fail_put_hdev:
757         kobject_put(bo->hdev);
758 fail_put_sdir:
759         kobject_put(bo->sdir);
760
761         return 0;
762 }
763
764 /* Put references of related kobjects at once. */
765 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
766 {
767         kobject_put(bo->hdir);
768         kobject_put(bo->sdev);
769         kobject_put(bo->hdev);
770         kobject_put(bo->sdir);
771 }
772
773 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
774 {
775         struct bd_holder *bo;
776
777         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
778         if (!bo)
779                 return NULL;
780
781         bo->count = 1;
782         bo->sdir = kobj;
783
784         return bo;
785 }
786
787 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
788 {
789         kfree(bo);
790 }
791
792 /**
793  * find_bd_holder - find matching struct bd_holder from the block device
794  *
795  * @bdev:       struct block device to be searched
796  * @bo:         target struct bd_holder
797  *
798  * Returns matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list.
799  * If found, increment the reference count and return the pointer.
800  * If not found, returns NULL.
801  */
802 static struct bd_holder *find_bd_holder(struct block_device *bdev,
803                                         struct bd_holder *bo)
804 {
805         struct bd_holder *tmp;
806
807         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list)
808                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
809                         tmp->count++;
810                         return tmp;
811                 }
812
813         return NULL;
814 }
815
816 /**
817  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
818  *
819  * @bdev:       block device to be bd_claimed
820  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
821  *
822  * Add @bo to @bdev->bd_holder_list, create symlinks.
823  *
824  * Returns 0 if symlinks are created.
825  * Returns -ve if something fails.
826  */
827 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
828 {
829         int ret;
830
831         if (!bo)
832                 return -EINVAL;
833
834         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
835                 return -EBUSY;
836
837         ret = add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
838         if (ret == 0) {
839                 ret = add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
840                 if (ret)
841                         del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
842         }
843         if (ret == 0)
844                 list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
845         return ret;
846 }
847
848 /**
849  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
850  *
851  * @bdev:       block device to be bd_claimed
852  * @kobj:       holder's kobject
853  *
854  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
855  * and no other bd_claim() from the same kobject,
856  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
857  *
858  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
859  * and ready to be freed.
860  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
861  * by the same kobject.
862  */
863 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
864                                         struct kobject *kobj)
865 {
866         struct bd_holder *bo;
867
868         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
869                 if (bo->sdir == kobj) {
870                         bo->count--;
871                         BUG_ON(bo->count < 0);
872                         if (!bo->count) {
873                                 list_del(&bo->list);
874                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
875                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
876                                 bd_holder_release_dirs(bo);
877                                 return bo;
878                         }
879                         break;
880                 }
881         }
882
883         return NULL;
884 }
885
886 /**
887  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
888  *
889  * @bdev:       block device to be claimed
890  * @holder:     holder's signature
891  * @kobj:       holder's kobject
892  *
893  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
894  * the bdev and the holder's kobject.
895  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
896  *
897  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
898  * Returns errno on failure.
899  */
900 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
901                                 struct kobject *kobj)
902 {
903         int res;
904         struct bd_holder *bo, *found;
905
906         if (!kobj)
907                 return -EINVAL;
908
909         bo = alloc_bd_holder(kobj);
910         if (!bo)
911                 return -ENOMEM;
912
913         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
914         res = bd_claim(bdev, holder);
915         if (res == 0) {
916                 found = find_bd_holder(bdev, bo);
917                 if (found == NULL) {
918                         res = add_bd_holder(bdev, bo);
919                         if (res)
920                                 bd_release(bdev);
921                 }
922         }
923
924         if (res || found)
925                 free_bd_holder(bo);
926         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
927
928         return res;
929 }
930
931 /**
932  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
933  *
934  * @bdev:       block device to be released
935  * @kobj:       holder's kobject
936  *
937  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
938  */
939 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
940                                         struct kobject *kobj)
941 {
942         struct bd_holder *bo;
943
944         if (!kobj)
945                 return;
946
947         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
948         bd_release(bdev);
949         if ((bo = del_bd_holder(bdev, kobj)))
950                 free_bd_holder(bo);
951         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
952 }
953
954 /**
955  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
956  *
957  * @bdev:       block device to be claimed
958  * @holder:     holder's signature
959  * @disk:       holder's gendisk
960  *
961  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
962  */
963 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
964                         struct gendisk *disk)
965 {
966         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
967 }
968 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
969
970 /**
971  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
972  *
973  * @bdev:       block device to be claimed
974  * @disk:       holder's gendisk
975  *
976  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
977  */
978 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
979 {
980         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
981         kobject_put(disk->slave_dir);
982 }
983 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
984 #endif
985
986 /*
987  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
988  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
989  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
990  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
991  * your API.
992  */
993 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
994 {
995         struct block_device *bdev = bdget(dev);
996         int err = -ENOMEM;
997         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
998         if (bdev)
999                 err = blkdev_get(bdev, mode, flags);
1000         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
1001 }
1002
1003 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
1004
1005 /*
1006  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1007  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1008  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1009  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1010  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1011  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1012  * to lose :-)
1013  */
1014 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1015 {
1016         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1017         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
1018
1019         if (!bdops->media_changed)
1020                 return 0;
1021         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
1022                 return 0;
1023
1024         if (__invalidate_device(bdev))
1025                 printk("VFS: busy inodes on changed media.\n");
1026
1027         if (bdops->revalidate_disk)
1028                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1029         if (bdev->bd_disk->minors > 1)
1030                 bdev->bd_invalidated = 1;
1031         return 1;
1032 }
1033
1034 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1035
1036 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1037 {
1038         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
1039
1040         bdev->bd_inode->i_size = size;
1041         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1042                 if (size & bsize)
1043                         break;
1044                 bsize <<= 1;
1045         }
1046         bdev->bd_block_size = bsize;
1047         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1048 }
1049 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1050
1051 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags,
1052                         int for_part);
1053 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, int for_part);
1054
1055 static int do_open(struct block_device *bdev, struct file *file, int for_part)
1056 {
1057         struct module *owner = NULL;
1058         struct gendisk *disk;
1059         int ret = -ENXIO;
1060         int part;
1061
1062         file->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1063         lock_kernel();
1064         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &part);
1065         if (!disk) {
1066                 unlock_kernel();
1067                 bdput(bdev);
1068                 return ret;
1069         }
1070         owner = disk->fops->owner;
1071
1072         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1073         if (!bdev->bd_openers) {
1074                 bdev->bd_disk = disk;
1075                 bdev->bd_contains = bdev;
1076                 if (!part) {
1077                         struct backing_dev_info *bdi;
1078                         if (disk->fops->open) {
1079                                 ret = disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
1080                                 if (ret)
1081                                         goto out_first;
1082                         }
1083                         if (!bdev->bd_openers) {
1084                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1085                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1086                                 if (bdi == NULL)
1087                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1088                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
1089                         }
1090                         if (bdev->bd_invalidated)
1091                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1092                 } else {
1093                         struct hd_struct *p;
1094                         struct block_device *whole;
1095                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1096                         ret = -ENOMEM;
1097                         if (!whole)
1098                                 goto out_first;
1099                         BUG_ON(for_part);
1100                         ret = __blkdev_get(whole, file->f_mode, file->f_flags, 1);
1101                         if (ret)
1102                                 goto out_first;
1103                         bdev->bd_contains = whole;
1104                         p = disk->part[part - 1];
1105                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
1106                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
1107                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) || !p || !p->nr_sects) {
1108                                 ret = -ENXIO;
1109                                 goto out_first;
1110                         }
1111                         kobject_get(&p->kobj);
1112                         bdev->bd_part = p;
1113                         bd_set_size(bdev, (loff_t) p->nr_sects << 9);
1114                 }
1115         } else {
1116                 put_disk(disk);
1117                 module_put(owner);
1118                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1119                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
1120                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
1121                                 if (ret)
1122                                         goto out;
1123                         }
1124                         if (bdev->bd_invalidated)
1125                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1126                 }
1127         }
1128         bdev->bd_openers++;
1129         if (for_part)
1130                 bdev->bd_part_count++;
1131         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1132         unlock_kernel();
1133         return 0;
1134
1135 out_first:
1136         bdev->bd_disk = NULL;
1137         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1138         if (bdev != bdev->bd_contains)
1139                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, 1);
1140         bdev->bd_contains = NULL;
1141         put_disk(disk);
1142         module_put(owner);
1143 out:
1144         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1145         unlock_kernel();
1146         if (ret)
1147                 bdput(bdev);
1148         return ret;
1149 }
1150
1151 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags,
1152                         int for_part)
1153 {
1154         /*
1155          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1156          * It will go away.
1157          * For now, block device ->open() routine must _not_
1158          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1159          */
1160         struct file fake_file = {};
1161         struct dentry fake_dentry = {};
1162         fake_file.f_mode = mode;
1163         fake_file.f_flags = flags;
1164         fake_file.f_path.dentry = &fake_dentry;
1165         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1166
1167         return do_open(bdev, &fake_file, for_part);
1168 }
1169
1170 int blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1171 {
1172         return __blkdev_get(bdev, mode, flags, 0);
1173 }
1174 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1175
1176 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1177 {
1178         struct block_device *bdev;
1179         int res;
1180
1181         /*
1182          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1183          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1184          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1185          * during an unstable branch.
1186          */
1187         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1188
1189         bdev = bd_acquire(inode);
1190         if (bdev == NULL)
1191                 return -ENOMEM;
1192
1193         res = do_open(bdev, filp, 0);
1194         if (res)
1195                 return res;
1196
1197         if (!(filp->f_flags & O_EXCL) )
1198                 return 0;
1199
1200         if (!(res = bd_claim(bdev, filp)))
1201                 return 0;
1202
1203         blkdev_put(bdev);
1204         return res;
1205 }
1206
1207 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, int for_part)
1208 {
1209         int ret = 0;
1210         struct inode *bd_inode = bdev->bd_inode;
1211         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1212         struct block_device *victim = NULL;
1213
1214         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1215         lock_kernel();
1216         if (for_part)
1217                 bdev->bd_part_count--;
1218
1219         if (!--bdev->bd_openers) {
1220                 sync_blockdev(bdev);
1221                 kill_bdev(bdev);
1222         }
1223         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1224                 if (disk->fops->release)
1225                         ret = disk->fops->release(bd_inode, NULL);
1226         }
1227         if (!bdev->bd_openers) {
1228                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1229
1230                 put_disk(disk);
1231                 module_put(owner);
1232
1233                 if (bdev->bd_contains != bdev) {
1234                         kobject_put(&bdev->bd_part->kobj);
1235                         bdev->bd_part = NULL;
1236                 }
1237                 bdev->bd_disk = NULL;
1238                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1239                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1240                         victim = bdev->bd_contains;
1241                 bdev->bd_contains = NULL;
1242         }
1243         unlock_kernel();
1244         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1245         bdput(bdev);
1246         if (victim)
1247                 __blkdev_put(victim, 1);
1248         return ret;
1249 }
1250
1251 int blkdev_put(struct block_device *bdev)
1252 {
1253         return __blkdev_put(bdev, 0);
1254 }
1255 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1256
1257 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1258 {
1259         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1260         if (bdev->bd_holder == filp)
1261                 bd_release(bdev);
1262         return blkdev_put(bdev);
1263 }
1264
1265 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1266 {
1267         return blkdev_ioctl(file->f_mapping->host, file, cmd, arg);
1268 }
1269
1270 const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1271         .readpage       = blkdev_readpage,
1272         .writepage      = blkdev_writepage,
1273         .sync_page      = block_sync_page,
1274         .prepare_write  = blkdev_prepare_write,
1275         .commit_write   = blkdev_commit_write,
1276         .writepages     = generic_writepages,
1277         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1278 };
1279
1280 const struct file_operations def_blk_fops = {
1281         .open           = blkdev_open,
1282         .release        = blkdev_close,
1283         .llseek         = block_llseek,
1284         .read           = do_sync_read,
1285         .write          = do_sync_write,
1286         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1287         .aio_write      = generic_file_aio_write_nolock,
1288         .mmap           = generic_file_mmap,
1289         .fsync          = block_fsync,
1290         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1291 #ifdef CONFIG_COMPAT
1292         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1293 #endif
1294         .sendfile       = generic_file_sendfile,
1295         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1296         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1297 };
1298
1299 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1300 {
1301         int res;
1302         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1303         set_fs(KERNEL_DS);
1304         res = blkdev_ioctl(bdev->bd_inode, NULL, cmd, arg);
1305         set_fs(old_fs);
1306         return res;
1307 }
1308
1309 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1310
1311 /**
1312  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1313  *
1314  * @path:       special file representing the block device
1315  *
1316  * Get a reference to the blockdevice at @path in the current
1317  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1318  * otherwise.
1319  */
1320 struct block_device *lookup_bdev(const char *path)
1321 {
1322         struct block_device *bdev;
1323         struct inode *inode;
1324         struct nameidata nd;
1325         int error;
1326
1327         if (!path || !*path)
1328                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1329
1330         error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
1331         if (error)
1332                 return ERR_PTR(error);
1333
1334         inode = nd.dentry->d_inode;
1335         error = -ENOTBLK;
1336         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1337                 goto fail;
1338         error = -EACCES;
1339         if (nd.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1340                 goto fail;
1341         error = -ENOMEM;
1342         bdev = bd_acquire(inode);
1343         if (!bdev)
1344                 goto fail;
1345 out:
1346         path_release(&nd);
1347         return bdev;
1348 fail:
1349         bdev = ERR_PTR(error);
1350         goto out;
1351 }
1352
1353 /**
1354  * open_bdev_excl  -  open a block device by name and set it up for use
1355  *
1356  * @path:       special file representing the block device
1357  * @flags:      %MS_RDONLY for opening read-only
1358  * @holder:     owner for exclusion
1359  *
1360  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1361  * for the @holder.
1362  */
1363 struct block_device *open_bdev_excl(const char *path, int flags, void *holder)
1364 {
1365         struct block_device *bdev;
1366         mode_t mode = FMODE_READ;
1367         int error = 0;
1368
1369         bdev = lookup_bdev(path);
1370         if (IS_ERR(bdev))
1371                 return bdev;
1372
1373         if (!(flags & MS_RDONLY))
1374                 mode |= FMODE_WRITE;
1375         error = blkdev_get(bdev, mode, 0);
1376         if (error)
1377                 return ERR_PTR(error);
1378         error = -EACCES;
1379         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(bdev))
1380                 goto blkdev_put;
1381         error = bd_claim(bdev, holder);
1382         if (error)
1383                 goto blkdev_put;
1384
1385         return bdev;
1386         
1387 blkdev_put:
1388         blkdev_put(bdev);
1389         return ERR_PTR(error);
1390 }
1391
1392 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_excl);
1393
1394 /**
1395  * close_bdev_excl  -  release a blockdevice openen by open_bdev_excl()
1396  *
1397  * @bdev:       blockdevice to close
1398  *
1399  * This is the counterpart to open_bdev_excl().
1400  */
1401 void close_bdev_excl(struct block_device *bdev)
1402 {
1403         bd_release(bdev);
1404         blkdev_put(bdev);
1405 }
1406
1407 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_excl);
1408
1409 int __invalidate_device(struct block_device *bdev)
1410 {
1411         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1412         int res = 0;
1413
1414         if (sb) {
1415                 /*
1416                  * no need to lock the super, get_super holds the
1417                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1418                  * under us (->put_super runs with the write lock
1419                  * hold).
1420                  */
1421                 shrink_dcache_sb(sb);
1422                 res = invalidate_inodes(sb);
1423                 drop_super(sb);
1424         }
1425         invalidate_bdev(bdev, 0);
1426         return res;
1427 }
1428 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);