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