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