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 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 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  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->bd_disk->queue, 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->bd_disk->queue);
 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->bd_disk->queue, 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->bd_disk->queue);
 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_stats = alloc_percpu(struct disk_stats);
 498         if (!bdev->bd_stats) {
 499                 iput(inode);
 500                 return NULL;
 501         }
 502         bdev->bd_disk = disk;
 503         return bdev;
 504 }
 505
 506 void bdev_add(struct block_device *bdev, dev_t dev)
 507 {
 508         bdev->bd_dev = dev;
 509         bdev->bd_inode->i_rdev = dev;
 510         bdev->bd_inode->i_ino = dev;
 511         insert_inode_hash(bdev->bd_inode);
 512 }
 513
 514 long nr_blockdev_pages(void)
 515 {
 516         struct inode *inode;
 517         long ret = 0;
 518
 519         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 520         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
 521                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
 522         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 523
 524         return ret;
 525 }
 526
 527 /**
 528  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 529  * @bdev: block device of interest
 530  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 531  * @holder: holder trying to claim @bdev
 532  *
 533  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 534  *
 535  * CONTEXT:
 536  * spin_lock(&bdev_lock).
 537  *
 538  * RETURNS:
 539  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 540  */
 541 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 542                          void *holder)
 543 {
 544         if (bdev->bd_holder == holder)
 545                 return true;     /* already a holder */
 546         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 547                 return false;    /* held by someone else */
 548         else if (whole == bdev)
 549                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 550
 551         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 552                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 553         else if (whole->bd_holder != NULL)
 554                 return false;    /* is a partition of a held device */
 555         else
 556                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 557 }
 558
 559 /**
 560  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
 561  * @bdev: block device of interest
 562  * @holder: holder trying to claim @bdev
 563  *
 564  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
 565  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
 566  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 567  *
 568  * RETURNS:
 569  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 570  */
 571 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 572 {
 573         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 574
 575         if (WARN_ON_ONCE(!holder))
 576                 return -EINVAL;
 577 retry:
 578         spin_lock(&bdev_lock);
 579         /* if someone else claimed, fail */
 580         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
 581                 spin_unlock(&bdev_lock);
 582                 return -EBUSY;
 583         }
 584
 585         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 586         if (whole->bd_claiming) {
 587                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 588                 DEFINE_WAIT(wait);
 589
 590                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 591                 spin_unlock(&bdev_lock);
 592                 schedule();
 593                 finish_wait(wq, &wait);
 594                 goto retry;
 595         }
 596
 597         /* yay, all mine */
 598         whole->bd_claiming = holder;
 599         spin_unlock(&bdev_lock);
 600         return 0;
 601 }
 602 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
 603
 604 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
 605 {
 606         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
 607         /* tell others that we're done */
 608         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
 609         whole->bd_claiming = NULL;
 610         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
 611 }
 612
 613 /**
 614  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
 615  * @bdev: block device of interest
 616  * @holder: holder that has claimed @bdev
 617  *
 618  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
 619  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
 620  */
 621 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 622 {
 623         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 624
 625         spin_lock(&bdev_lock);
 626         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
 627         /*
 628          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
 629          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
 630          */
 631         whole->bd_holders++;
 632         whole->bd_holder = bd_may_claim;
 633         bdev->bd_holders++;
 634         bdev->bd_holder = holder;
 635         bd_clear_claiming(whole, holder);
 636         spin_unlock(&bdev_lock);
 637 }
 638
 639 /**
 640  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
 641  * @bdev: block device of interest
 642  * @holder: holder that has claimed @bdev
 643  *
 644  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
 645  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
 646  * to block other exclusive openers for a while.
 647  */
 648 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 649 {
 650         spin_lock(&bdev_lock);
 651         bd_clear_claiming(bdev_whole(bdev), holder);
 652         spin_unlock(&bdev_lock);
 653 }
 654 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
 655
 656 static void blkdev_flush_mapping(struct block_device *bdev)
 657 {
 658         WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
 659         sync_blockdev(bdev);
 660         kill_bdev(bdev);
 661         bdev_write_inode(bdev);
 662 }
 663
 664 static int blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 665 {
 666         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 667         int ret = 0;
 668
 669         if (disk->fops->open) {
 670                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
 671                 if (ret) {
 672                         /* avoid ghost partitions on a removed medium */
 673                         if (ret == -ENOMEDIUM &&
 674                              test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 675                                 bdev_disk_changed(disk, true);
 676                         return ret;
 677                 }
 678         }
 679
 680         if (!bdev->bd_openers)
 681                 set_init_blocksize(bdev);
 682         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 683                 bdev_disk_changed(disk, false);
 684         bdev->bd_openers++;
 685         return 0;;
 686 }
 687
 688 static void blkdev_put_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 689 {
 690         if (!--bdev->bd_openers)
 691                 blkdev_flush_mapping(bdev);
 692         if (bdev->bd_disk->fops->release)
 693                 bdev->bd_disk->fops->release(bdev->bd_disk, mode);
 694 }
 695
 696 static int blkdev_get_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
 697 {
 698         struct gendisk *disk = part->bd_disk;
 699         int ret;
 700
 701         if (part->bd_openers)
 702                 goto done;
 703
 704         ret = blkdev_get_whole(bdev_whole(part), mode);
 705         if (ret)
 706                 return ret;
 707
 708         ret = -ENXIO;
 709         if (!bdev_nr_sectors(part))
 710                 goto out_blkdev_put;
 711
 712         disk->open_partitions++;
 713         set_init_blocksize(part);
 714 done:
 715         part->bd_openers++;
 716         return 0;
 717
 718 out_blkdev_put:
 719         blkdev_put_whole(bdev_whole(part), mode);
 720         return ret;
 721 }
 722
 723 static void blkdev_put_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
 724 {
 725         struct block_device *whole = bdev_whole(part);
 726
 727         if (--part->bd_openers)
 728                 return;
 729         blkdev_flush_mapping(part);
 730         whole->bd_disk->open_partitions--;
 731         blkdev_put_whole(whole, mode);
 732 }
 733
 734 struct block_device *blkdev_get_no_open(dev_t dev)
 735 {
 736         struct block_device *bdev;
 737         struct inode *inode;
 738
 739         inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 740         if (!inode) {
 741                 blk_request_module(dev);
 742                 inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 743                 if (!inode)
 744                         return NULL;
 745         }
 746
 747         /* switch from the inode reference to a device mode one: */
 748         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 749         if (!kobject_get_unless_zero(&bdev->bd_device.kobj))
 750                 bdev = NULL;
 751         iput(inode);
 752
 753         if (!bdev)
 754                 return NULL;
 755         if ((bdev->bd_disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN) ||
 756             !try_module_get(bdev->bd_disk->fops->owner)) {
 757                 put_device(&bdev->bd_device);
 758                 return NULL;
 759         }
 760
 761         return bdev;
 762 }
 763
 764 void blkdev_put_no_open(struct block_device *bdev)
 765 {
 766         module_put(bdev->bd_disk->fops->owner);
 767         put_device(&bdev->bd_device);
 768 }
 769
 770 /**
 771  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
 772  * @dev: device number of block device to open
 773  * @mode: FMODE_* mask
 774  * @holder: exclusive holder identifier
 775  *
 776  * Open the block device described by device number @dev. If @mode includes
 777  * %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.  Specifying
 778  * %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for
 779  * the same @holder.
 780  *
 781  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
 782  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
 783  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
 784  *
 785  * CONTEXT:
 786  * Might sleep.
 787  *
 788  * RETURNS:
 789  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 790  */
 791 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
 792 {
 793         bool unblock_events = true;
 794         struct block_device *bdev;
 795         struct gendisk *disk;
 796         int ret;
 797
 798         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
 799                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
 800                         ((mode & FMODE_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
 801                         ((mode & FMODE_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
 802         if (ret)
 803                 return ERR_PTR(ret);
 804
 805         bdev = blkdev_get_no_open(dev);
 806         if (!bdev)
 807                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 808         disk = bdev->bd_disk;
 809
 810         if (mode & FMODE_EXCL) {
 811                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, holder);
 812                 if (ret)
 813                         goto put_blkdev;
 814         }
 815
 816         disk_block_events(disk);
 817
 818         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 819         ret = -ENXIO;
 820         if (!disk_live(disk))
 821                 goto abort_claiming;
 822         if (bdev_is_partition(bdev))
 823                 ret = blkdev_get_part(bdev, mode);
 824         else
 825                 ret = blkdev_get_whole(bdev, mode);
 826         if (ret)
 827                 goto abort_claiming;
 828         if (mode & FMODE_EXCL) {
 829                 bd_finish_claiming(bdev, holder);
 830
 831                 /*
 832                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
 833                  * holder makes the write_holder state stick until all are
 834                  * released.  This is good enough and tracking individual
 835                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
 836                  * used in blkdev_get/put().
 837                  */
 838                 if ((mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
 839                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
 840                         bdev->bd_write_holder = true;
 841                         unblock_events = false;
 842                 }
 843         }
 844         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 845
 846         if (unblock_events)
 847                 disk_unblock_events(disk);
 848         return bdev;
 849
 850 abort_claiming:
 851         if (mode & FMODE_EXCL)
 852                 bd_abort_claiming(bdev, holder);
 853         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 854         disk_unblock_events(disk);
 855 put_blkdev:
 856         blkdev_put_no_open(bdev);
 857         return ERR_PTR(ret);
 858 }
 859 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
 860
 861 /**
 862  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
 863  * @path: path to the block device to open
 864  * @mode: FMODE_* mask
 865  * @holder: exclusive holder identifier
 866  *
 867  * Open the block device described by the device file at @path.  If @mode
 868  * includes %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.
 869  * Specifying %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may
 870  * nest for the same @holder.
 871  *
 872  * CONTEXT:
 873  * Might sleep.
 874  *
 875  * RETURNS:
 876  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 877  */
 878 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
 879                                         void *holder)
 880 {
 881         struct block_device *bdev;
 882         dev_t dev;
 883         int error;
 884
 885         error = lookup_bdev(path, &dev);
 886         if (error)
 887                 return ERR_PTR(error);
 888
 889         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder);
 890         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
 891                 blkdev_put(bdev, mode);
 892                 return ERR_PTR(-EACCES);
 893         }
 894
 895         return bdev;
 896 }
 897 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
 898
 899 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 900 {
 901         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 902
 903         /*
 904          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
 905          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
 906          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
 907          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
 908          * syncs while holding the mutex.
 909          */
 910         if (bdev->bd_openers == 1)
 911                 sync_blockdev(bdev);
 912
 913         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 914         if (mode & FMODE_EXCL) {
 915                 struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 916                 bool bdev_free;
 917
 918                 /*
 919                  * Release a claim on the device.  The holder fields
 920                  * are protected with bdev_lock.  open_mutex is to
 921                  * synchronize disk_holder unlinking.
 922                  */
 923                 spin_lock(&bdev_lock);
 924
 925                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
 926                 WARN_ON_ONCE(--whole->bd_holders < 0);
 927
 928                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
 929                         bdev->bd_holder = NULL;
 930                 if (!whole->bd_holders)
 931                         whole->bd_holder = NULL;
 932
 933                 spin_unlock(&bdev_lock);
 934
 935                 /*
 936                  * If this was the last claim, remove holder link and
 937                  * unblock evpoll if it was a write holder.
 938                  */
 939                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
 940                         disk_unblock_events(disk);
 941                         bdev->bd_write_holder = false;
 942                 }
 943         }
 944
 945         /*
 946          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
 947          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
 948          * from userland - e.g. eject(1).
 949          */
 950         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
 951
 952         if (bdev_is_partition(bdev))
 953                 blkdev_put_part(bdev, mode);
 954         else
 955                 blkdev_put_whole(bdev, mode);
 956         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 957
 958         blkdev_put_no_open(bdev);
 959 }
 960 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
 961
 962 /**
 963  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
 964  * @pathname:   special file representing the block device
 965  * @dev:        return value of the block device's dev_t
 966  *
 967  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
 968  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
 969  * otherwise.
 970  */
 971 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
 972 {
 973         struct inode *inode;
 974         struct path path;
 975         int error;
 976
 977         if (!pathname || !*pathname)
 978                 return -EINVAL;
 979
 980         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
 981         if (error)
 982                 return error;
 983
 984         inode = d_backing_inode(path.dentry);
 985         error = -ENOTBLK;
 986         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
 987                 goto out_path_put;
 988         error = -EACCES;
 989         if (!may_open_dev(&path))
 990                 goto out_path_put;
 991
 992         *dev = inode->i_rdev;
 993         error = 0;
 994 out_path_put:
 995         path_put(&path);
 996         return error;
 997 }
 998 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
 999
1000 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1001 {
1002         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1003         int res = 0;
1004
1005         if (sb) {
1006                 /*
1007                  * no need to lock the super, get_super holds the
1008                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1009                  * under us (->put_super runs with the write lock
1010                  * hold).
1011                  */
1012                 shrink_dcache_sb(sb);
1013                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1014                 drop_super(sb);
1015         }
1016         invalidate_bdev(bdev);
1017         return res;
1018 }
1019 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1020
1021 void sync_bdevs(bool wait)
1022 {
1023         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1024
1025         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1026         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1027                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1028                 struct block_device *bdev;
1029
1030                 spin_lock(&inode->i_lock);
1031                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1032                     mapping->nrpages == 0) {
1033                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1034                         continue;
1035                 }
1036                 __iget(inode);
1037                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1038                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1039                 /*
1040                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1041                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1042                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1043                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1044                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1045                  * later.
1046                  */
1047                 iput(old_inode);
1048                 old_inode = inode;
1049                 bdev = I_BDEV(inode);
1050
1051                 mutex_lock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1052                 if (!bdev->bd_openers) {
1053                         ; /* skip */
1054                 } else if (wait) {
1055                         /*
1056                          * We keep the error status of individual mapping so
1057                          * that applications can catch the writeback error using
1058                          * fsync(2). See filemap_fdatawait_keep_errors() for
1059                          * details.
1060                          */
1061                         filemap_fdatawait_keep_errors(inode->i_mapping);
1062                 } else {
1063                         filemap_fdatawrite(inode->i_mapping);
1064                 }
1065                 mutex_unlock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1066
1067                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1068         }
1069         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1070         iput(old_inode);
1071 }