fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/magic.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/pagevec.h>
  23 #include <linux/writeback.h>
  24 #include <linux/mpage.h>
  25 #include <linux/mount.h>
  26 #include <linux/uio.h>
  27 #include <linux/namei.h>
  28 #include <linux/log2.h>
  29 #include <linux/cleancache.h>
  30 #include <linux/aio.h>
  31 #include <asm/uaccess.h>
  32 #include "internal.h"
  33
  34 struct bdev_inode {
  35         struct block_device bdev;
  36         struct inode vfs_inode;
  37 };
  38
  39 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  40
  41 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  42 {
  43         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  44 }
  45
  46 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  47 {
  48         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  49 }
  50 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  51
  52 /*
  53  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
  54  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
  55  * the right list.
  56  */
  57 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  58                         struct backing_dev_info *dst)
  59 {
  60         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
  61         bool wakeup_bdi = false;
  62
  63         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
  64                 return;
  65         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
  66         spin_lock(&inode->i_lock);
  67         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  68         if (inode->i_state & I_DIRTY) {
  69                 if (bdi_cap_writeback_dirty(dst) && !wb_has_dirty_io(&dst->wb))
  70                         wakeup_bdi = true;
  71                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  72         }
  73         spin_unlock(&inode->i_lock);
  74         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
  75         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
  76
  77         if (wakeup_bdi)
  78                 bdi_wakeup_thread_delayed(dst);
  79 }
  80
  81 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  82 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  83 {
  84         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  85
  86         if (mapping->nrpages == 0)
  87                 return;
  88
  89         invalidate_bh_lrus();
  90         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  91 }
  92 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  93
  94 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  95 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  96 {
  97         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  98
  99         if (mapping->nrpages == 0)
 100                 return;
 101
 102         invalidate_bh_lrus();
 103         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 104         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 105         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 106          * But, for the strange corners, lets be cautious
 107          */
 108         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 109 }
 110 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 111
 112 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 113 {
 114         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 115         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 116                 return -EINVAL;
 117
 118         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 119         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 120                 return -EINVAL;
 121
 122         /* Don't change the size if it is same as current */
 123         if (bdev->bd_block_size != size) {
 124                 sync_blockdev(bdev);
 125                 bdev->bd_block_size = size;
 126                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 127                 kill_bdev(bdev);
 128         }
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 133
 134 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 135 {
 136         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 137                 return 0;
 138         /* If we get here, we know size is power of two
 139          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 140         sb->s_blocksize = size;
 141         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 142         return sb->s_blocksize;
 143 }
 144
 145 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 146
 147 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 148 {
 149         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 150         if (size < minsize)
 151                 size = minsize;
 152         return sb_set_blocksize(sb, size);
 153 }
 154
 155 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 156
 157 static int
 158 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 159                 struct buffer_head *bh, int create)
 160 {
 161         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 162         bh->b_blocknr = iblock;
 163         set_buffer_mapped(bh);
 164         return 0;
 165 }
 166
 167 static ssize_t
 168 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 169                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 170 {
 171         struct file *file = iocb->ki_filp;
 172         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 173
 174         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 175                                     nr_segs, blkdev_get_block, NULL, NULL, 0);
 176 }
 177
 178 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 179 {
 180         if (!bdev)
 181                 return 0;
 182         if (!wait)
 183                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 184         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 185 }
 186
 187 /*
 188  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 189  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 190  */
 191 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 192 {
 193         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 194 }
 195 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 196
 197 /*
 198  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 199  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 200  * device.  Takes the superblock lock.
 201  */
 202 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 203 {
 204         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 205         if (sb) {
 206                 int res = sync_filesystem(sb);
 207                 drop_super(sb);
 208                 return res;
 209         }
 210         return sync_blockdev(bdev);
 211 }
 212 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 213
 214 /**
 215  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 216  * @bdev:       blockdevice to lock
 217  *
 218  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 219  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 220  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 221  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 222  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 223  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 224  * actually.
 225  */
 226 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 227 {
 228         struct super_block *sb;
 229         int error = 0;
 230
 231         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 232         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 233                 /*
 234                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 235                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 236                  * thaw_bdev drops it.
 237                  */
 238                 sb = get_super(bdev);
 239                 drop_super(sb);
 240                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 241                 return sb;
 242         }
 243
 244         sb = get_active_super(bdev);
 245         if (!sb)
 246                 goto out;
 247         error = freeze_super(sb);
 248         if (error) {
 249                 deactivate_super(sb);
 250                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 251                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 252                 return ERR_PTR(error);
 253         }
 254         deactivate_super(sb);
 255  out:
 256         sync_blockdev(bdev);
 257         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 258         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 259 }
 260 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 261
 262 /**
 263  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 264  * @bdev:       blockdevice to unlock
 265  * @sb:         associated superblock
 266  *
 267  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 268  */
 269 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 270 {
 271         int error = -EINVAL;
 272
 273         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 274         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 275                 goto out;
 276
 277         error = 0;
 278         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 279                 goto out;
 280
 281         if (!sb)
 282                 goto out;
 283
 284         error = thaw_super(sb);
 285         if (error) {
 286                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 287                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 288                 return error;
 289         }
 290 out:
 291         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 292         return 0;
 293 }
 294 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 295
 296 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 297 {
 298         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 299 }
 300
 301 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 302 {
 303         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 304 }
 305
 306 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 307                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 308                         struct page **pagep, void **fsdata)
 309 {
 310         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 311                                  blkdev_get_block);
 312 }
 313
 314 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 315                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 316                         struct page *page, void *fsdata)
 317 {
 318         int ret;
 319         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 320
 321         unlock_page(page);
 322         page_cache_release(page);
 323
 324         return ret;
 325 }
 326
 327 /*
 328  * private llseek:
 329  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 330  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 331  */
 332 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 333 {
 334         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 335         loff_t size;
 336         loff_t retval;
 337
 338         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 339         size = i_size_read(bd_inode);
 340
 341         retval = -EINVAL;
 342         switch (whence) {
 343                 case SEEK_END:
 344                         offset += size;
 345                         break;
 346                 case SEEK_CUR:
 347                         offset += file->f_pos;
 348                 case SEEK_SET:
 349                         break;
 350                 default:
 351                         goto out;
 352         }
 353         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 354                 if (offset != file->f_pos) {
 355                         file->f_pos = offset;
 356                 }
 357                 retval = offset;
 358         }
 359 out:
 360         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 361         return retval;
 362 }
 363
 364 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 365 {
 366         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 367         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 368         int error;
 369
 370         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 371         if (error)
 372                 return error;
 373
 374         /*
 375          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 376          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 377          * O_SYNC writers to a block device.
 378          */
 379         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 380         if (error == -EOPNOTSUPP)
 381                 error = 0;
 382
 383         return error;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 386
 387 /*
 388  * pseudo-fs
 389  */
 390
 391 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 392 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 393
 394 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 395 {
 396         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 397         if (!ei)
 398                 return NULL;
 399         return &ei->vfs_inode;
 400 }
 401
 402 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 403 {
 404         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 405         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 406
 407         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 408 }
 409
 410 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 411 {
 412         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 413 }
 414
 415 static void init_once(void *foo)
 416 {
 417         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 418         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 419
 420         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 421         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 422         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 423         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 424 #ifdef CONFIG_SYSFS
 425         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 426 #endif
 427         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 428         /* Initialize mutex for freeze. */
 429         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 430 }
 431
 432 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 433 {
 434         list_del_init(&inode->i_devices);
 435         inode->i_bdev = NULL;
 436         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 437 }
 438
 439 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 440 {
 441         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 442         struct list_head *p;
 443         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 444         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 445         clear_inode(inode);
 446         spin_lock(&bdev_lock);
 447         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 448                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 449         }
 450         list_del_init(&bdev->bd_list);
 451         spin_unlock(&bdev_lock);
 452 }
 453
 454 static const struct super_operations bdev_sops = {
 455         .statfs = simple_statfs,
 456         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 457         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 458         .drop_inode = generic_delete_inode,
 459         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 460 };
 461
 462 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 463         int flags, const char *dev_name, void *data)
 464 {
 465         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 466 }
 467
 468 static struct file_system_type bd_type = {
 469         .name           = "bdev",
 470         .mount          = bd_mount,
 471         .kill_sb        = kill_anon_super,
 472 };
 473
 474 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 475
 476 void __init bdev_cache_init(void)
 477 {
 478         int err;
 479         static struct vfsmount *bd_mnt;
 480
 481         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 482                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 483                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 484                         init_once);
 485         err = register_filesystem(&bd_type);
 486         if (err)
 487                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 488         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 489         if (IS_ERR(bd_mnt))
 490                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 491         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 492 }
 493
 494 /*
 495  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 496  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 497  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 498  */
 499 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 500 {
 501         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 502 }
 503
 504 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 505 {
 506         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 507 }
 508
 509 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 510 {
 511         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 516
 517 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 518 {
 519         struct block_device *bdev;
 520         struct inode *inode;
 521
 522         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 523                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 524
 525         if (!inode)
 526                 return NULL;
 527
 528         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 529
 530         if (inode->i_state & I_NEW) {
 531                 bdev->bd_contains = NULL;
 532                 bdev->bd_super = NULL;
 533                 bdev->bd_inode = inode;
 534                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 535                 bdev->bd_part_count = 0;
 536                 bdev->bd_invalidated = 0;
 537                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 538                 inode->i_rdev = dev;
 539                 inode->i_bdev = bdev;
 540                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 541                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 542                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 543                 spin_lock(&bdev_lock);
 544                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 545                 spin_unlock(&bdev_lock);
 546                 unlock_new_inode(inode);
 547         }
 548         return bdev;
 549 }
 550
 551 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 552
 553 /**
 554  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 555  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 556  */
 557 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 558 {
 559         ihold(bdev->bd_inode);
 560         return bdev;
 561 }
 562 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 563
 564 long nr_blockdev_pages(void)
 565 {
 566         struct block_device *bdev;
 567         long ret = 0;
 568         spin_lock(&bdev_lock);
 569         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 570                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 571         }
 572         spin_unlock(&bdev_lock);
 573         return ret;
 574 }
 575
 576 void bdput(struct block_device *bdev)
 577 {
 578         iput(bdev->bd_inode);
 579 }
 580
 581 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 582
 583 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 584 {
 585         struct block_device *bdev;
 586
 587         spin_lock(&bdev_lock);
 588         bdev = inode->i_bdev;
 589         if (bdev) {
 590                 ihold(bdev->bd_inode);
 591                 spin_unlock(&bdev_lock);
 592                 return bdev;
 593         }
 594         spin_unlock(&bdev_lock);
 595
 596         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 597         if (bdev) {
 598                 spin_lock(&bdev_lock);
 599                 if (!inode->i_bdev) {
 600                         /*
 601                          * We take an additional reference to bd_inode,
 602                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 603                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 604                          * without igrab().
 605                          */
 606                         ihold(bdev->bd_inode);
 607                         inode->i_bdev = bdev;
 608                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 609                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 610                 }
 611                 spin_unlock(&bdev_lock);
 612         }
 613         return bdev;
 614 }
 615
 616 static inline int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
 617 {
 618         return sb == blockdev_superblock;
 619 }
 620
 621 /* Call when you free inode */
 622
 623 void bd_forget(struct inode *inode)
 624 {
 625         struct block_device *bdev = NULL;
 626
 627         spin_lock(&bdev_lock);
 628         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 629                 bdev = inode->i_bdev;
 630         __bd_forget(inode);
 631         spin_unlock(&bdev_lock);
 632
 633         if (bdev)
 634                 iput(bdev->bd_inode);
 635 }
 636
 637 /**
 638  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 639  * @bdev: block device of interest
 640  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 641  * @holder: holder trying to claim @bdev
 642  *
 643  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 644  *
 645  * CONTEXT:
 646  * spin_lock(&bdev_lock).
 647  *
 648  * RETURNS:
 649  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 650  */
 651 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 652                          void *holder)
 653 {
 654         if (bdev->bd_holder == holder)
 655                 return true;     /* already a holder */
 656         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 657                 return false;    /* held by someone else */
 658         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 659                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 660
 661         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 662                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 663         else if (whole->bd_holder != NULL)
 664                 return false;    /* is a partition of a held device */
 665         else
 666                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 667 }
 668
 669 /**
 670  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 671  * @bdev: block device of interest
 672  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 673  * @holder: holder trying to claim @bdev
 674  *
 675  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 676  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 677  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 678  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 679  *
 680  * CONTEXT:
 681  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 682  * it multiple times.
 683  *
 684  * RETURNS:
 685  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 686  */
 687 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 688                                struct block_device *whole, void *holder)
 689 {
 690 retry:
 691         /* if someone else claimed, fail */
 692         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 693                 return -EBUSY;
 694
 695         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 696         if (whole->bd_claiming) {
 697                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 698                 DEFINE_WAIT(wait);
 699
 700                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 701                 spin_unlock(&bdev_lock);
 702                 schedule();
 703                 finish_wait(wq, &wait);
 704                 spin_lock(&bdev_lock);
 705                 goto retry;
 706         }
 707
 708         /* yay, all mine */
 709         return 0;
 710 }
 711
 712 /**
 713  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 714  * @bdev: block device of interest
 715  * @holder: holder trying to claim @bdev
 716  *
 717  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 718  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 719  * successful call to this function must be matched with a call to
 720  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 721  * fail).
 722  *
 723  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 724  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 725  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 726  * access but may subsequently fail.
 727  *
 728  * CONTEXT:
 729  * Might sleep.
 730  *
 731  * RETURNS:
 732  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 733  * value on failure.
 734  */
 735 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 736                                               void *holder)
 737 {
 738         struct gendisk *disk;
 739         struct block_device *whole;
 740         int partno, err;
 741
 742         might_sleep();
 743
 744         /*
 745          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 746          * and grab the outer block device the hard way.
 747          */
 748         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 749         if (!disk)
 750                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 751
 752         /*
 753          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 754          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 755          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 756          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 757          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 758          * way.
 759          */
 760         if (partno)
 761                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 762         else
 763                 whole = bdgrab(bdev);
 764
 765         module_put(disk->fops->owner);
 766         put_disk(disk);
 767         if (!whole)
 768                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 769
 770         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 771         spin_lock(&bdev_lock);
 772
 773         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 774         if (err == 0) {
 775                 whole->bd_claiming = holder;
 776                 spin_unlock(&bdev_lock);
 777                 return whole;
 778         } else {
 779                 spin_unlock(&bdev_lock);
 780                 bdput(whole);
 781                 return ERR_PTR(err);
 782         }
 783 }
 784
 785 #ifdef CONFIG_SYSFS
 786 struct bd_holder_disk {
 787         struct list_head        list;
 788         struct gendisk          *disk;
 789         int                     refcnt;
 790 };
 791
 792 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 793                                                   struct gendisk *disk)
 794 {
 795         struct bd_holder_disk *holder;
 796
 797         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 798                 if (holder->disk == disk)
 799                         return holder;
 800         return NULL;
 801 }
 802
 803 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 804 {
 805         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 806 }
 807
 808 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 809 {
 810         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 811 }
 812
 813 /**
 814  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 815  * @bdev: the claimed slave bdev
 816  * @disk: the holding disk
 817  *
 818  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 819  *
 820  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 821  *
 822  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 823  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 824  *
 825  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 826  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 827  *
 828  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 829  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 830  *
 831  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 832  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 833  * lifetime of these symlinks.
 834  *
 835  * CONTEXT:
 836  * Might sleep.
 837  *
 838  * RETURNS:
 839  * 0 on success, -errno on failure.
 840  */
 841 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 842 {
 843         struct bd_holder_disk *holder;
 844         int ret = 0;
 845
 846         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 847
 848         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 849
 850         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 851         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 852                 goto out_unlock;
 853
 854         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 855         if (holder) {
 856                 holder->refcnt++;
 857                 goto out_unlock;
 858         }
 859
 860         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 861         if (!holder) {
 862                 ret = -ENOMEM;
 863                 goto out_unlock;
 864         }
 865
 866         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 867         holder->disk = disk;
 868         holder->refcnt = 1;
 869
 870         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 871         if (ret)
 872                 goto out_free;
 873
 874         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 875         if (ret)
 876                 goto out_del;
 877         /*
 878          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 879          * the holder directory.  Hold on to it.
 880          */
 881         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 882
 883         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 884         goto out_unlock;
 885
 886 out_del:
 887         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 888 out_free:
 889         kfree(holder);
 890 out_unlock:
 891         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 892         return ret;
 893 }
 894 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 895
 896 /**
 897  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 898  * @bdev: the calimed slave bdev
 899  * @disk: the holding disk
 900  *
 901  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 902  *
 903  * CONTEXT:
 904  * Might sleep.
 905  */
 906 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 907 {
 908         struct bd_holder_disk *holder;
 909
 910         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 911
 912         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 913
 914         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 915                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 916                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 917                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 918                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 919                 list_del_init(&holder->list);
 920                 kfree(holder);
 921         }
 922
 923         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 924 }
 925 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 926 #endif
 927
 928 /**
 929  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 930  *
 931  * @bdev:      struct block device to be flushed
 932  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 933  *
 934  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 935  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 936  * resize.
 937  */
 938 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 939 {
 940         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 941                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 942
 943                 if (bdev->bd_disk)
 944                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 945                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 946                        "resized disk %s\n", name);
 947         }
 948
 949         if (!bdev->bd_disk)
 950                 return;
 951         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
 952                 bdev->bd_invalidated = 1;
 953 }
 954
 955 /**
 956  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 957  * @disk: struct gendisk to check
 958  * @bdev: struct bdev to adjust.
 959  *
 960  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 961  * and adjusts it if it differs.
 962  */
 963 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 964 {
 965         loff_t disk_size, bdev_size;
 966
 967         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 968         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 969         if (disk_size != bdev_size) {
 970                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 971
 972                 disk_name(disk, 0, name);
 973                 printk(KERN_INFO
 974                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 975                        name, bdev_size, disk_size);
 976                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 977                 flush_disk(bdev, false);
 978         }
 979 }
 980 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
 981
 982 /**
 983  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
 984  * @disk: struct gendisk to be revalidated
 985  *
 986  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
 987  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
 988  * for all revalidate_disk operations.
 989  */
 990 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
 991 {
 992         struct block_device *bdev;
 993         int ret = 0;
 994
 995         if (disk->fops->revalidate_disk)
 996                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
 997
 998         bdev = bdget_disk(disk, 0);
 999         if (!bdev)
1000                 return ret;
1001
1002         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1003         check_disk_size_change(disk, bdev);
1004         bdev->bd_invalidated = 0;
1005         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1006         bdput(bdev);
1007         return ret;
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1010
1011 /*
1012  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1013  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1014  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1015  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1016  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1017  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1018  * to lose :-)
1019  */
1020 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1021 {
1022         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1023         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1024         unsigned int events;
1025
1026         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1027                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1028         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1029                 return 0;
1030
1031         flush_disk(bdev, true);
1032         if (bdops->revalidate_disk)
1033                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1034         return 1;
1035 }
1036
1037 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1038
1039 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1040 {
1041         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1042
1043         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1044         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1045         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1046         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1047                 if (size & bsize)
1048                         break;
1049                 bsize <<= 1;
1050         }
1051         bdev->bd_block_size = bsize;
1052         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1053 }
1054 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1055
1056 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1057
1058 /*
1059  * bd_mutex locking:
1060  *
1061  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1062  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1063  */
1064
1065 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1066 {
1067         struct gendisk *disk;
1068         struct module *owner;
1069         int ret;
1070         int partno;
1071         int perm = 0;
1072
1073         if (mode & FMODE_READ)
1074                 perm |= MAY_READ;
1075         if (mode & FMODE_WRITE)
1076                 perm |= MAY_WRITE;
1077         /*
1078          * hooks: /n/, see "layering violations".
1079          */
1080         if (!for_part) {
1081                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1082                 if (ret != 0) {
1083                         bdput(bdev);
1084                         return ret;
1085                 }
1086         }
1087
1088  restart:
1089
1090         ret = -ENXIO;
1091         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1092         if (!disk)
1093                 goto out;
1094         owner = disk->fops->owner;
1095
1096         disk_block_events(disk);
1097         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1098         if (!bdev->bd_openers) {
1099                 bdev->bd_disk = disk;
1100                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1101                 bdev->bd_contains = bdev;
1102                 if (!partno) {
1103                         struct backing_dev_info *bdi;
1104
1105                         ret = -ENXIO;
1106                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1107                         if (!bdev->bd_part)
1108                                 goto out_clear;
1109
1110                         ret = 0;
1111                         if (disk->fops->open) {
1112                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1113                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1114                                         /* Lost a race with 'disk' being
1115                                          * deleted, try again.
1116                                          * See md.c
1117                                          */
1118                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1119                                         bdev->bd_part = NULL;
1120                                         bdev->bd_disk = NULL;
1121                                         bdev->bd_queue = NULL;
1122                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1123                                         disk_unblock_events(disk);
1124                                         put_disk(disk);
1125                                         module_put(owner);
1126                                         goto restart;
1127                                 }
1128                         }
1129
1130                         if (!ret) {
1131                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1132                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1133                                 if (bdi == NULL)
1134                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1135                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1136                         }
1137
1138                         /*
1139                          * If the device is invalidated, rescan partition
1140                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1141                          * The latter is necessary to prevent ghost
1142                          * partitions on a removed medium.
1143                          */
1144                         if (bdev->bd_invalidated) {
1145                                 if (!ret)
1146                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1147                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1148                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1149                         }
1150                         if (ret)
1151                                 goto out_clear;
1152                 } else {
1153                         struct block_device *whole;
1154                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1155                         ret = -ENOMEM;
1156                         if (!whole)
1157                                 goto out_clear;
1158                         BUG_ON(for_part);
1159                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1160                         if (ret)
1161                                 goto out_clear;
1162                         bdev->bd_contains = whole;
1163                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1164                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1165                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1166                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1167                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1168                                 ret = -ENXIO;
1169                                 goto out_clear;
1170                         }
1171                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1172                 }
1173         } else {
1174                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1175                         ret = 0;
1176                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1177                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1178                         /* the same as first opener case, read comment there */
1179                         if (bdev->bd_invalidated) {
1180                                 if (!ret)
1181                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1182                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1183                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1184                         }
1185                         if (ret)
1186                                 goto out_unlock_bdev;
1187                 }
1188                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1189                 put_disk(disk);
1190                 module_put(owner);
1191         }
1192         bdev->bd_openers++;
1193         if (for_part)
1194                 bdev->bd_part_count++;
1195         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1196         disk_unblock_events(disk);
1197         return 0;
1198
1199  out_clear:
1200         disk_put_part(bdev->bd_part);
1201         bdev->bd_disk = NULL;
1202         bdev->bd_part = NULL;
1203         bdev->bd_queue = NULL;
1204         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1205         if (bdev != bdev->bd_contains)
1206                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1207         bdev->bd_contains = NULL;
1208  out_unlock_bdev:
1209         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1210         disk_unblock_events(disk);
1211         put_disk(disk);
1212         module_put(owner);
1213  out:
1214         bdput(bdev);
1215
1216         return ret;
1217 }
1218
1219 /**
1220  * blkdev_get - open a block device
1221  * @bdev: block_device to open
1222  * @mode: FMODE_* mask
1223  * @holder: exclusive holder identifier
1224  *
1225  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1226  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1227  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1228  *
1229  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1230  * @bdev is put.
1231  *
1232  * CONTEXT:
1233  * Might sleep.
1234  *
1235  * RETURNS:
1236  * 0 on success, -errno on failure.
1237  */
1238 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1239 {
1240         struct block_device *whole = NULL;
1241         int res;
1242
1243         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1244
1245         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1246                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1247                 if (IS_ERR(whole)) {
1248                         bdput(bdev);
1249                         return PTR_ERR(whole);
1250                 }
1251         }
1252
1253         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1254
1255         if (whole) {
1256                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1257
1258                 /* finish claiming */
1259                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1260                 spin_lock(&bdev_lock);
1261
1262                 if (!res) {
1263                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1264                         /*
1265                          * Note that for a whole device bd_holders
1266                          * will be incremented twice, and bd_holder
1267                          * will be set to bd_may_claim before being
1268                          * set to holder
1269                          */
1270                         whole->bd_holders++;
1271                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1272                         bdev->bd_holders++;
1273                         bdev->bd_holder = holder;
1274                 }
1275
1276                 /* tell others that we're done */
1277                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1278                 whole->bd_claiming = NULL;
1279                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1280
1281                 spin_unlock(&bdev_lock);
1282
1283                 /*
1284                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1285                  * write holder makes the write_holder state stick until
1286                  * all are released.  This is good enough and tracking
1287                  * individual writeable reference is too fragile given the
1288                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1289                  */
1290                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1291                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1292                         bdev->bd_write_holder = true;
1293                         disk_block_events(disk);
1294                 }
1295
1296                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1297                 bdput(whole);
1298         }
1299
1300         return res;
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1303
1304 /**
1305  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1306  * @path: path to the block device to open
1307  * @mode: FMODE_* mask
1308  * @holder: exclusive holder identifier
1309  *
1310  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1311  * and @holder are identical to blkdev_get().
1312  *
1313  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1314  *
1315  * CONTEXT:
1316  * Might sleep.
1317  *
1318  * RETURNS:
1319  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1320  */
1321 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1322                                         void *holder)
1323 {
1324         struct block_device *bdev;
1325         int err;
1326
1327         bdev = lookup_bdev(path);
1328         if (IS_ERR(bdev))
1329                 return bdev;
1330
1331         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1332         if (err)
1333                 return ERR_PTR(err);
1334
1335         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1336                 blkdev_put(bdev, mode);
1337                 return ERR_PTR(-EACCES);
1338         }
1339
1340         return bdev;
1341 }
1342 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1343
1344 /**
1345  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1346  * @dev: device number of block device to open
1347  * @mode: FMODE_* mask
1348  * @holder: exclusive holder identifier
1349  *
1350  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1351  * @holder are identical to blkdev_get().
1352  *
1353  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1354  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1355  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1356  * ever need it - reconsider your API.
1357  *
1358  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1359  *
1360  * CONTEXT:
1361  * Might sleep.
1362  *
1363  * RETURNS:
1364  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1365  */
1366 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1367 {
1368         struct block_device *bdev;
1369         int err;
1370
1371         bdev = bdget(dev);
1372         if (!bdev)
1373                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1374
1375         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1376         if (err)
1377                 return ERR_PTR(err);
1378
1379         return bdev;
1380 }
1381 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1382
1383 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1384 {
1385         struct block_device *bdev;
1386
1387         /*
1388          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1389          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1390          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1391          * during an unstable branch.
1392          */
1393         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1394
1395         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1396                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1397         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1398                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1399         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1400                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1401
1402         bdev = bd_acquire(inode);
1403         if (bdev == NULL)
1404                 return -ENOMEM;
1405
1406         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1407
1408         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1409 }
1410
1411 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1412 {
1413         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1414         struct block_device *victim = NULL;
1415
1416         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1417         if (for_part)
1418                 bdev->bd_part_count--;
1419
1420         if (!--bdev->bd_openers) {
1421                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1422                 sync_blockdev(bdev);
1423                 kill_bdev(bdev);
1424                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1425                  * so must switch it out first
1426                  */
1427                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1428                                         &default_backing_dev_info);
1429         }
1430         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1431                 if (disk->fops->release)
1432                         disk->fops->release(disk, mode);
1433         }
1434         if (!bdev->bd_openers) {
1435                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1436
1437                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1438                 bdev->bd_part = NULL;
1439                 bdev->bd_disk = NULL;
1440                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1441                         victim = bdev->bd_contains;
1442                 bdev->bd_contains = NULL;
1443
1444                 put_disk(disk);
1445                 module_put(owner);
1446         }
1447         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1448         bdput(bdev);
1449         if (victim)
1450                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1451 }
1452
1453 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1454 {
1455         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1456
1457         if (mode & FMODE_EXCL) {
1458                 bool bdev_free;
1459
1460                 /*
1461                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1462                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1463                  * synchronize disk_holder unlinking.
1464                  */
1465                 spin_lock(&bdev_lock);
1466
1467                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1468                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1469
1470                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1471                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1472                         bdev->bd_holder = NULL;
1473                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1474                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1475
1476                 spin_unlock(&bdev_lock);
1477
1478                 /*
1479                  * If this was the last claim, remove holder link and
1480                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1481                  */
1482                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1483                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1484                         bdev->bd_write_holder = false;
1485                 }
1486         }
1487
1488         /*
1489          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1490          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1491          * from userland - e.g. eject(1).
1492          */
1493         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1494
1495         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1496
1497         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1498 }
1499 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1500
1501 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1502 {
1503         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1504         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1505         return 0;
1506 }
1507
1508 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1509 {
1510         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1511         fmode_t mode = file->f_mode;
1512
1513         /*
1514          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1515          * to updated it before every ioctl.
1516          */
1517         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1518                 mode |= FMODE_NDELAY;
1519         else
1520                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1521
1522         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1523 }
1524
1525 /*
1526  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1527  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1528  *
1529  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1530  * use.
1531  */
1532 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1533                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1534 {
1535         struct file *file = iocb->ki_filp;
1536         struct blk_plug plug;
1537         ssize_t ret;
1538
1539         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1540
1541         blk_start_plug(&plug);
1542         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1543         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1544                 ssize_t err;
1545
1546                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1547                 if (err < 0 && ret > 0)
1548                         ret = err;
1549         }
1550         blk_finish_plug(&plug);
1551         return ret;
1552 }
1553 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1554
1555 static ssize_t blkdev_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1556                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1557 {
1558         struct file *file = iocb->ki_filp;
1559         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1560         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1561
1562         if (pos >= size)
1563                 return 0;
1564
1565         size -= pos;
1566         if (size < iocb->ki_left)
1567                 nr_segs = iov_shorten((struct iovec *)iov, nr_segs, size);
1568         return generic_file_aio_read(iocb, iov, nr_segs, pos);
1569 }
1570
1571 /*
1572  * Try to release a page associated with block device when the system
1573  * is under memory pressure.
1574  */
1575 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1576 {
1577         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1578
1579         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1580                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1581
1582         return try_to_free_buffers(page);
1583 }
1584
1585 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1586         .readpage       = blkdev_readpage,
1587         .writepage      = blkdev_writepage,
1588         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1589         .write_end      = blkdev_write_end,
1590         .writepages     = generic_writepages,
1591         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1592         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1593 };
1594
1595 const struct file_operations def_blk_fops = {
1596         .open           = blkdev_open,
1597         .release        = blkdev_close,
1598         .llseek         = block_llseek,
1599         .read           = do_sync_read,
1600         .write          = do_sync_write,
1601         .aio_read       = blkdev_aio_read,
1602         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1603         .mmap           = generic_file_mmap,
1604         .fsync          = blkdev_fsync,
1605         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1606 #ifdef CONFIG_COMPAT
1607         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1608 #endif
1609         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1610         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1611 };
1612
1613 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1614 {
1615         int res;
1616         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1617         set_fs(KERNEL_DS);
1618         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1619         set_fs(old_fs);
1620         return res;
1621 }
1622
1623 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1624
1625 /**
1626  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1627  * @pathname:   special file representing the block device
1628  *
1629  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1630  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1631  * otherwise.
1632  */
1633 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1634 {
1635         struct block_device *bdev;
1636         struct inode *inode;
1637         struct path path;
1638         int error;
1639
1640         if (!pathname || !*pathname)
1641                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1642
1643         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1644         if (error)
1645                 return ERR_PTR(error);
1646
1647         inode = path.dentry->d_inode;
1648         error = -ENOTBLK;
1649         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1650                 goto fail;
1651         error = -EACCES;
1652         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1653                 goto fail;
1654         error = -ENOMEM;
1655         bdev = bd_acquire(inode);
1656         if (!bdev)
1657                 goto fail;
1658 out:
1659         path_put(&path);
1660         return bdev;
1661 fail:
1662         bdev = ERR_PTR(error);
1663         goto out;
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1666
1667 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1668 {
1669         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1670         int res = 0;
1671
1672         if (sb) {
1673                 /*
1674                  * no need to lock the super, get_super holds the
1675                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1676                  * under us (->put_super runs with the write lock
1677                  * hold).
1678                  */
1679                 shrink_dcache_sb(sb);
1680                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1681                 drop_super(sb);
1682         }
1683         invalidate_bdev(bdev);
1684         return res;
1685 }
1686 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1687
1688 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1689 {
1690         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1691
1692         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1693         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1694                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1695
1696                 spin_lock(&inode->i_lock);
1697                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1698                     mapping->nrpages == 0) {
1699                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1700                         continue;
1701                 }
1702                 __iget(inode);
1703                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1704                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1705                 /*
1706                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1707                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1708                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1709                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1710                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1711                  * later.
1712                  */
1713                 iput(old_inode);
1714                 old_inode = inode;
1715
1716                 func(I_BDEV(inode), arg);
1717
1718                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1719         }
1720         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1721         iput(old_inode);
1722 }