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