block/bdev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   4  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   5  *  Copyright (C) 2016 - 2020 Christoph Hellwig
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11 #include <linux/kmod.h>
  12 #include <linux/major.h>
  13 #include <linux/device_cgroup.h>
  14 #include <linux/blkdev.h>
  15 #include <linux/backing-dev.h>
  16 #include <linux/module.h>
  17 #include <linux/blkpg.h>
  18 #include <linux/magic.h>
  19 #include <linux/buffer_head.h>
  20 #include <linux/swap.h>
  21 #include <linux/writeback.h>
  22 #include <linux/mount.h>
  23 #include <linux/pseudo_fs.h>
  24 #include <linux/uio.h>
  25 #include <linux/namei.h>
  26 #include <linux/cleancache.h>
  27 #include <linux/part_stat.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29 #include "../fs/internal.h"
  30 #include "blk.h"
  31
  32 struct bdev_inode {
  33         struct block_device bdev;
  34         struct inode vfs_inode;
  35 };
  36
  37 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  38 {
  39         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  40 }
  41
  42 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  43 {
  44         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  45 }
  46 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  47
  48 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  49 {
  50         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  51         int ret;
  52
  53         spin_lock(&inode->i_lock);
  54         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  55                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  56                 ret = write_inode_now(inode, true);
  57                 if (ret) {
  58                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  59                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  60                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  61                                             bdevname(bdev, name), ret);
  62                 }
  63                 spin_lock(&inode->i_lock);
  64         }
  65         spin_unlock(&inode->i_lock);
  66 }
  67
  68 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  69 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  70 {
  71         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  72
  73         if (mapping_empty(mapping))
  74                 return;
  75
  76         invalidate_bh_lrus();
  77         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  78 }
  79
  80 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  81 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  82 {
  83         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  84
  85         if (mapping->nrpages) {
  86                 invalidate_bh_lrus();
  87                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  88                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  89         }
  90         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
  91          * But, for the strange corners, lets be cautious
  92          */
  93         cleancache_invalidate_inode(mapping);
  94 }
  95 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
  96
  97 /*
  98  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
  99  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
 100  */
 101 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
 102                         loff_t lstart, loff_t lend)
 103 {
 104         /*
 105          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
 106          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
 107          * under live filesystem.
 108          */
 109         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
 110                 int err = bd_prepare_to_claim(bdev, truncate_bdev_range);
 111                 if (err)
 112                         goto invalidate;
 113         }
 114
 115         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
 116         if (!(mode & FMODE_EXCL))
 117                 bd_abort_claiming(bdev, truncate_bdev_range);
 118         return 0;
 119
 120 invalidate:
 121         /*
 122          * Someone else has handle exclusively open. Try invalidating instead.
 123          * The 'end' argument is inclusive so the rounding is safe.
 124          */
 125         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 126                                              lstart >> PAGE_SHIFT,
 127                                              lend >> PAGE_SHIFT);
 128 }
 129
 130 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 131 {
 132         unsigned int bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 133         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 134
 135         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 136                 if (size & bsize)
 137                         break;
 138                 bsize <<= 1;
 139         }
 140         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 141 }
 142
 143 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 144 {
 145         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 146         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 147                 return -EINVAL;
 148
 149         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 150         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 151                 return -EINVAL;
 152
 153         /* Don't change the size if it is same as current */
 154         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
 155                 sync_blockdev(bdev);
 156                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 157                 kill_bdev(bdev);
 158         }
 159         return 0;
 160 }
 161
 162 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 163
 164 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 165 {
 166         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 167                 return 0;
 168         /* If we get here, we know size is power of two
 169          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 170         sb->s_blocksize = size;
 171         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 172         return sb->s_blocksize;
 173 }
 174
 175 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 176
 177 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 178 {
 179         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 180         if (size < minsize)
 181                 size = minsize;
 182         return sb_set_blocksize(sb, size);
 183 }
 184
 185 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 186
 187 int sync_blockdev_nowait(struct block_device *bdev)
 188 {
 189         if (!bdev)
 190                 return 0;
 191         return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 192 }
 193 EXPORT_SYMBOL_GPL(sync_blockdev_nowait);
 194
 195 /*
 196  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 197  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 198  */
 199 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 200 {
 201         if (!bdev)
 202                 return 0;
 203         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 204 }
 205 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 206
 207 /*
 208  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 209  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 210  * device.  Takes the superblock lock.
 211  */
 212 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 213 {
 214         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 215         if (sb) {
 216                 int res = sync_filesystem(sb);
 217                 drop_super(sb);
 218                 return res;
 219         }
 220         return sync_blockdev(bdev);
 221 }
 222 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 223
 224 /**
 225  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 226  * @bdev:       blockdevice to lock
 227  *
 228  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 229  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 230  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 231  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 232  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 233  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 234  * actually.
 235  */
 236 int freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 237 {
 238         struct super_block *sb;
 239         int error = 0;
 240
 241         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 242         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1)
 243                 goto done;
 244
 245         sb = get_active_super(bdev);
 246         if (!sb)
 247                 goto sync;
 248         if (sb->s_op->freeze_super)
 249                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 250         else
 251                 error = freeze_super(sb);
 252         deactivate_super(sb);
 253
 254         if (error) {
 255                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 256                 goto done;
 257         }
 258         bdev->bd_fsfreeze_sb = sb;
 259
 260 sync:
 261         sync_blockdev(bdev);
 262 done:
 263         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 264         return error;
 265 }
 266 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 267
 268 /**
 269  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 270  * @bdev:       blockdevice to unlock
 271  *
 272  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 273  */
 274 int thaw_bdev(struct block_device *bdev)
 275 {
 276         struct super_block *sb;
 277         int error = -EINVAL;
 278
 279         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 280         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 281                 goto out;
 282
 283         error = 0;
 284         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 285                 goto out;
 286
 287         sb = bdev->bd_fsfreeze_sb;
 288         if (!sb)
 289                 goto out;
 290
 291         if (sb->s_op->thaw_super)
 292                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 293         else
 294                 error = thaw_super(sb);
 295         if (error)
 296                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 297         else
 298                 bdev->bd_fsfreeze_sb = NULL;
 299 out:
 300         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 301         return error;
 302 }
 303 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 304
 305 /**
 306  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 307  * @bdev: The device to read the page from
 308  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 309  * @page: The page to read
 310  *
 311  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 312  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 313  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 314  *
 315  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 316  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 317  * than propagate an error back up the stack.
 318  *
 319  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 320  */
 321 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 322                         struct page *page)
 323 {
 324         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 325         int result = -EOPNOTSUPP;
 326
 327         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 328                 return result;
 329
 330         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 331         if (result)
 332                 return result;
 333         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 334                               REQ_OP_READ);
 335         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 336         return result;
 337 }
 338
 339 /**
 340  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 341  * @bdev: The device to write the page to
 342  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 343  * @page: The page to write
 344  * @wbc: The writeback_control for the write
 345  *
 346  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 347  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 348  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 349  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 350  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 351  *
 352  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 353  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 354  * than propagate an error back up the stack.
 355  *
 356  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 357  */
 358 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 359                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 360 {
 361         int result;
 362         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 363
 364         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 365                 return -EOPNOTSUPP;
 366         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 367         if (result)
 368                 return result;
 369
 370         set_page_writeback(page);
 371         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 372                               REQ_OP_WRITE);
 373         if (result) {
 374                 end_page_writeback(page);
 375         } else {
 376                 clean_page_buffers(page);
 377                 unlock_page(page);
 378         }
 379         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 380         return result;
 381 }
 382
 383 /*
 384  * pseudo-fs
 385  */
 386
 387 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 388 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 389
 390 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 391 {
 392         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 393
 394         if (!ei)
 395                 return NULL;
 396         memset(&ei->bdev, 0, sizeof(ei->bdev));
 397         return &ei->vfs_inode;
 398 }
 399
 400 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 401 {
 402         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 403
 404         free_percpu(bdev->bd_stats);
 405         kfree(bdev->bd_meta_info);
 406
 407         if (!bdev_is_partition(bdev)) {
 408                 if (bdev->bd_disk && bdev->bd_disk->bdi)
 409                         bdi_put(bdev->bd_disk->bdi);
 410                 kfree(bdev->bd_disk);
 411         }
 412
 413         if (MAJOR(bdev->bd_dev) == BLOCK_EXT_MAJOR)
 414                 blk_free_ext_minor(MINOR(bdev->bd_dev));
 415
 416         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 417 }
 418
 419 static void init_once(void *data)
 420 {
 421         struct bdev_inode *ei = data;
 422
 423         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 424 }
 425
 426 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 427 {
 428         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 429         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 430         clear_inode(inode);
 431 }
 432
 433 static const struct super_operations bdev_sops = {
 434         .statfs = simple_statfs,
 435         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 436         .free_inode = bdev_free_inode,
 437         .drop_inode = generic_delete_inode,
 438         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 439 };
 440
 441 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 442 {
 443         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 444         if (!ctx)
 445                 return -ENOMEM;
 446         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 447         ctx->ops = &bdev_sops;
 448         return 0;
 449 }
 450
 451 static struct file_system_type bd_type = {
 452         .name           = "bdev",
 453         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 454         .kill_sb        = kill_anon_super,
 455 };
 456
 457 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 458 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 459
 460 void __init bdev_cache_init(void)
 461 {
 462         int err;
 463         static struct vfsmount *bd_mnt;
 464
 465         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 466                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 467                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 468                         init_once);
 469         err = register_filesystem(&bd_type);
 470         if (err)
 471                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 472         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 473         if (IS_ERR(bd_mnt))
 474                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 475         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 476 }
 477
 478 struct block_device *bdev_alloc(struct gendisk *disk, u8 partno)
 479 {
 480         struct block_device *bdev;
 481         struct inode *inode;
 482
 483         inode = new_inode(blockdev_superblock);
 484         if (!inode)
 485                 return NULL;
 486         inode->i_mode = S_IFBLK;
 487         inode->i_rdev = 0;
 488         inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 489         mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 490
 491         bdev = I_BDEV(inode);
 492         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 493         spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
 494         bdev->bd_partno = partno;
 495         bdev->bd_inode = inode;
 496         bdev->bd_stats = alloc_percpu(struct disk_stats);
 497         if (!bdev->bd_stats) {
 498                 iput(inode);
 499                 return NULL;
 500         }
 501         bdev->bd_disk = disk;
 502         return bdev;
 503 }
 504
 505 void bdev_add(struct block_device *bdev, dev_t dev)
 506 {
 507         bdev->bd_dev = dev;
 508         bdev->bd_inode->i_rdev = dev;
 509         bdev->bd_inode->i_ino = dev;
 510         insert_inode_hash(bdev->bd_inode);
 511 }
 512
 513 long nr_blockdev_pages(void)
 514 {
 515         struct inode *inode;
 516         long ret = 0;
 517
 518         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 519         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
 520                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
 521         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 522
 523         return ret;
 524 }
 525
 526 /**
 527  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 528  * @bdev: block device of interest
 529  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 530  * @holder: holder trying to claim @bdev
 531  *
 532  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 533  *
 534  * CONTEXT:
 535  * spin_lock(&bdev_lock).
 536  *
 537  * RETURNS:
 538  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 539  */
 540 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 541                          void *holder)
 542 {
 543         if (bdev->bd_holder == holder)
 544                 return true;     /* already a holder */
 545         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 546                 return false;    /* held by someone else */
 547         else if (whole == bdev)
 548                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 549
 550         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 551                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 552         else if (whole->bd_holder != NULL)
 553                 return false;    /* is a partition of a held device */
 554         else
 555                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 556 }
 557
 558 /**
 559  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
 560  * @bdev: block device of interest
 561  * @holder: holder trying to claim @bdev
 562  *
 563  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
 564  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
 565  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 566  *
 567  * RETURNS:
 568  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 569  */
 570 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 571 {
 572         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 573
 574         if (WARN_ON_ONCE(!holder))
 575                 return -EINVAL;
 576 retry:
 577         spin_lock(&bdev_lock);
 578         /* if someone else claimed, fail */
 579         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
 580                 spin_unlock(&bdev_lock);
 581                 return -EBUSY;
 582         }
 583
 584         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 585         if (whole->bd_claiming) {
 586                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 587                 DEFINE_WAIT(wait);
 588
 589                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 590                 spin_unlock(&bdev_lock);
 591                 schedule();
 592                 finish_wait(wq, &wait);
 593                 goto retry;
 594         }
 595
 596         /* yay, all mine */
 597         whole->bd_claiming = holder;
 598         spin_unlock(&bdev_lock);
 599         return 0;
 600 }
 601 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
 602
 603 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
 604 {
 605         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
 606         /* tell others that we're done */
 607         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
 608         whole->bd_claiming = NULL;
 609         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
 610 }
 611
 612 /**
 613  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
 614  * @bdev: block device of interest
 615  * @holder: holder that has claimed @bdev
 616  *
 617  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
 618  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
 619  */
 620 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 621 {
 622         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 623
 624         spin_lock(&bdev_lock);
 625         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
 626         /*
 627          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
 628          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
 629          */
 630         whole->bd_holders++;
 631         whole->bd_holder = bd_may_claim;
 632         bdev->bd_holders++;
 633         bdev->bd_holder = holder;
 634         bd_clear_claiming(whole, holder);
 635         spin_unlock(&bdev_lock);
 636 }
 637
 638 /**
 639  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
 640  * @bdev: block device of interest
 641  * @holder: holder that has claimed @bdev
 642  *
 643  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
 644  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
 645  * to block other exclusive openers for a while.
 646  */
 647 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 648 {
 649         spin_lock(&bdev_lock);
 650         bd_clear_claiming(bdev_whole(bdev), holder);
 651         spin_unlock(&bdev_lock);
 652 }
 653 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
 654
 655 static void blkdev_flush_mapping(struct block_device *bdev)
 656 {
 657         WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
 658         sync_blockdev(bdev);
 659         kill_bdev(bdev);
 660         bdev_write_inode(bdev);
 661 }
 662
 663 static int blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 664 {
 665         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 666         int ret = 0;
 667
 668         if (disk->fops->open) {
 669                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
 670                 if (ret) {
 671                         /* avoid ghost partitions on a removed medium */
 672                         if (ret == -ENOMEDIUM &&
 673                              test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 674                                 bdev_disk_changed(disk, true);
 675                         return ret;
 676                 }
 677         }
 678
 679         if (!bdev->bd_openers)
 680                 set_init_blocksize(bdev);
 681         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 682                 bdev_disk_changed(disk, false);
 683         bdev->bd_openers++;
 684         return 0;;
 685 }
 686
 687 static void blkdev_put_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 688 {
 689         if (!--bdev->bd_openers)
 690                 blkdev_flush_mapping(bdev);
 691         if (bdev->bd_disk->fops->release)
 692                 bdev->bd_disk->fops->release(bdev->bd_disk, mode);
 693 }
 694
 695 static int blkdev_get_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
 696 {
 697         struct gendisk *disk = part->bd_disk;
 698         int ret;
 699
 700         if (part->bd_openers)
 701                 goto done;
 702
 703         ret = blkdev_get_whole(bdev_whole(part), mode);
 704         if (ret)
 705                 return ret;
 706
 707         ret = -ENXIO;
 708         if (!bdev_nr_sectors(part))
 709                 goto out_blkdev_put;
 710
 711         disk->open_partitions++;
 712         set_init_blocksize(part);
 713 done:
 714         part->bd_openers++;
 715         return 0;
 716
 717 out_blkdev_put:
 718         blkdev_put_whole(bdev_whole(part), mode);
 719         return ret;
 720 }
 721
 722 static void blkdev_put_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
 723 {
 724         struct block_device *whole = bdev_whole(part);
 725
 726         if (--part->bd_openers)
 727                 return;
 728         blkdev_flush_mapping(part);
 729         whole->bd_disk->open_partitions--;
 730         blkdev_put_whole(whole, mode);
 731 }
 732
 733 struct block_device *blkdev_get_no_open(dev_t dev)
 734 {
 735         struct block_device *bdev;
 736         struct inode *inode;
 737
 738         inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 739         if (!inode) {
 740                 blk_request_module(dev);
 741                 inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 742                 if (!inode)
 743                         return NULL;
 744         }
 745
 746         /* switch from the inode reference to a device mode one: */
 747         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 748         if (!kobject_get_unless_zero(&bdev->bd_device.kobj))
 749                 bdev = NULL;
 750         iput(inode);
 751
 752         if (!bdev)
 753                 return NULL;
 754         if ((bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN) ||
 755             !try_module_get(bdev->bd_disk->fops->owner)) {
 756                 put_device(&bdev->bd_device);
 757                 return NULL;
 758         }
 759
 760         return bdev;
 761 }
 762
 763 void blkdev_put_no_open(struct block_device *bdev)
 764 {
 765         module_put(bdev->bd_disk->fops->owner);
 766         put_device(&bdev->bd_device);
 767 }
 768
 769 /**
 770  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
 771  * @dev: device number of block device to open
 772  * @mode: FMODE_* mask
 773  * @holder: exclusive holder identifier
 774  *
 775  * Open the block device described by device number @dev. If @mode includes
 776  * %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.  Specifying
 777  * %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for
 778  * the same @holder.
 779  *
 780  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
 781  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
 782  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
 783  *
 784  * CONTEXT:
 785  * Might sleep.
 786  *
 787  * RETURNS:
 788  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 789  */
 790 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
 791 {
 792         bool unblock_events = true;
 793         struct block_device *bdev;
 794         struct gendisk *disk;
 795         int ret;
 796
 797         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
 798                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
 799                         ((mode & FMODE_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
 800                         ((mode & FMODE_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
 801         if (ret)
 802                 return ERR_PTR(ret);
 803
 804         bdev = blkdev_get_no_open(dev);
 805         if (!bdev)
 806                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 807         disk = bdev->bd_disk;
 808
 809         if (mode & FMODE_EXCL) {
 810                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, holder);
 811                 if (ret)
 812                         goto put_blkdev;
 813         }
 814
 815         disk_block_events(disk);
 816
 817         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 818         ret = -ENXIO;
 819         if (!disk_live(disk))
 820                 goto abort_claiming;
 821         if (bdev_is_partition(bdev))
 822                 ret = blkdev_get_part(bdev, mode);
 823         else
 824                 ret = blkdev_get_whole(bdev, mode);
 825         if (ret)
 826                 goto abort_claiming;
 827         if (mode & FMODE_EXCL) {
 828                 bd_finish_claiming(bdev, holder);
 829
 830                 /*
 831                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
 832                  * holder makes the write_holder state stick until all are
 833                  * released.  This is good enough and tracking individual
 834                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
 835                  * used in blkdev_get/put().
 836                  */
 837                 if ((mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
 838                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
 839                         bdev->bd_write_holder = true;
 840                         unblock_events = false;
 841                 }
 842         }
 843         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 844
 845         if (unblock_events)
 846                 disk_unblock_events(disk);
 847         return bdev;
 848
 849 abort_claiming:
 850         if (mode & FMODE_EXCL)
 851                 bd_abort_claiming(bdev, holder);
 852         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 853         disk_unblock_events(disk);
 854 put_blkdev:
 855         blkdev_put_no_open(bdev);
 856         return ERR_PTR(ret);
 857 }
 858 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
 859
 860 /**
 861  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
 862  * @path: path to the block device to open
 863  * @mode: FMODE_* mask
 864  * @holder: exclusive holder identifier
 865  *
 866  * Open the block device described by the device file at @path.  If @mode
 867  * includes %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.
 868  * Specifying %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may
 869  * nest for the same @holder.
 870  *
 871  * CONTEXT:
 872  * Might sleep.
 873  *
 874  * RETURNS:
 875  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 876  */
 877 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
 878                                         void *holder)
 879 {
 880         struct block_device *bdev;
 881         dev_t dev;
 882         int error;
 883
 884         error = lookup_bdev(path, &dev);
 885         if (error)
 886                 return ERR_PTR(error);
 887
 888         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder);
 889         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
 890                 blkdev_put(bdev, mode);
 891                 return ERR_PTR(-EACCES);
 892         }
 893
 894         return bdev;
 895 }
 896 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
 897
 898 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 899 {
 900         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 901
 902         /*
 903          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
 904          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
 905          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
 906          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
 907          * syncs while holding the mutex.
 908          */
 909         if (bdev->bd_openers == 1)
 910                 sync_blockdev(bdev);
 911
 912         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 913         if (mode & FMODE_EXCL) {
 914                 struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 915                 bool bdev_free;
 916
 917                 /*
 918                  * Release a claim on the device.  The holder fields
 919                  * are protected with bdev_lock.  open_mutex is to
 920                  * synchronize disk_holder unlinking.
 921                  */
 922                 spin_lock(&bdev_lock);
 923
 924                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
 925                 WARN_ON_ONCE(--whole->bd_holders < 0);
 926
 927                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
 928                         bdev->bd_holder = NULL;
 929                 if (!whole->bd_holders)
 930                         whole->bd_holder = NULL;
 931
 932                 spin_unlock(&bdev_lock);
 933
 934                 /*
 935                  * If this was the last claim, remove holder link and
 936                  * unblock evpoll if it was a write holder.
 937                  */
 938                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
 939                         disk_unblock_events(disk);
 940                         bdev->bd_write_holder = false;
 941                 }
 942         }
 943
 944         /*
 945          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
 946          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
 947          * from userland - e.g. eject(1).
 948          */
 949         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
 950
 951         if (bdev_is_partition(bdev))
 952                 blkdev_put_part(bdev, mode);
 953         else
 954                 blkdev_put_whole(bdev, mode);
 955         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 956
 957         blkdev_put_no_open(bdev);
 958 }
 959 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
 960
 961 /**
 962  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
 963  * @pathname:   special file representing the block device
 964  * @dev:        return value of the block device's dev_t
 965  *
 966  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
 967  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
 968  * otherwise.
 969  */
 970 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
 971 {
 972         struct inode *inode;
 973         struct path path;
 974         int error;
 975
 976         if (!pathname || !*pathname)
 977                 return -EINVAL;
 978
 979         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
 980         if (error)
 981                 return error;
 982
 983         inode = d_backing_inode(path.dentry);
 984         error = -ENOTBLK;
 985         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
 986                 goto out_path_put;
 987         error = -EACCES;
 988         if (!may_open_dev(&path))
 989                 goto out_path_put;
 990
 991         *dev = inode->i_rdev;
 992         error = 0;
 993 out_path_put:
 994         path_put(&path);
 995         return error;
 996 }
 997 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
 998
 999 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1000 {
1001         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1002         int res = 0;
1003
1004         if (sb) {
1005                 /*
1006                  * no need to lock the super, get_super holds the
1007                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1008                  * under us (->put_super runs with the write lock
1009                  * hold).
1010                  */
1011                 shrink_dcache_sb(sb);
1012                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1013                 drop_super(sb);
1014         }
1015         invalidate_bdev(bdev);
1016         return res;
1017 }
1018 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1019
1020 void sync_bdevs(bool wait)
1021 {
1022         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1023
1024         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1025         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1026                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1027                 struct block_device *bdev;
1028
1029                 spin_lock(&inode->i_lock);
1030                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1031                     mapping->nrpages == 0) {
1032                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1033                         continue;
1034                 }
1035                 __iget(inode);
1036                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1037                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1038                 /*
1039                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1040                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1041                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1042                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1043                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1044                  * later.
1045                  */
1046                 iput(old_inode);
1047                 old_inode = inode;
1048                 bdev = I_BDEV(inode);
1049
1050                 mutex_lock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1051                 if (!bdev->bd_openers) {
1052                         ; /* skip */
1053                 } else if (wait) {
1054                         /*
1055                          * We keep the error status of individual mapping so
1056                          * that applications can catch the writeback error using
1057                          * fsync(2). See filemap_fdatawait_keep_errors() for
1058                          * details.
1059                          */
1060                         filemap_fdatawait_keep_errors(inode->i_mapping);
1061                 } else {
1062                         filemap_fdatawrite(inode->i_mapping);
1063                 }
1064                 mutex_unlock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1065
1066                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1067         }
1068         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1069         iput(old_inode);
1070 }