fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/buffer_head.h>
  20 #include <linux/pagevec.h>
  21 #include <linux/writeback.h>
  22 #include <linux/mpage.h>
  23 #include <linux/mount.h>
  24 #include <linux/uio.h>
  25 #include <linux/namei.h>
  26 #include <linux/log2.h>
  27 #include <linux/kmemleak.h>
  28 #include <asm/uaccess.h>
  29 #include "internal.h"
  30
  31 struct bdev_inode {
  32         struct block_device bdev;
  33         struct inode vfs_inode;
  34 };
  35
  36 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  37
  38 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  39 {
  40         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  41 }
  42
  43 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  44 {
  45         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  46 }
  47 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  48
  49 /*
  50  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
  51  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
  52  * the right list.
  53  */
  54 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  55                         struct backing_dev_info *dst)
  56 {
  57         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
  58
  59         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
  60                 return;
  61         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  64         if (inode->i_state & I_DIRTY)
  65                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  66         spin_unlock(&inode->i_lock);
  67         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
  68         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
  69 }
  70
  71 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  72 {
  73         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  74         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  75
  76         if (sz) {
  77                 unsigned int size = block_size(bdev);
  78                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  79                 retval = (sz >> sizebits);
  80         }
  81         return retval;
  82 }
  83
  84 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  85 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  86 {
  87         if (bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages == 0)
  88                 return;
  89         invalidate_bh_lrus();
  90         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  91 }
  92
  93 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  94 {
  95         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  96         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
  97                 return -EINVAL;
  98
  99         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 100         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 101                 return -EINVAL;
 102
 103         /* Don't change the size if it is same as current */
 104         if (bdev->bd_block_size != size) {
 105                 sync_blockdev(bdev);
 106                 bdev->bd_block_size = size;
 107                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 108                 kill_bdev(bdev);
 109         }
 110         return 0;
 111 }
 112
 113 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 114
 115 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 116 {
 117         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 118                 return 0;
 119         /* If we get here, we know size is power of two
 120          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 121         sb->s_blocksize = size;
 122         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 123         return sb->s_blocksize;
 124 }
 125
 126 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 127
 128 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 129 {
 130         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 131         if (size < minsize)
 132                 size = minsize;
 133         return sb_set_blocksize(sb, size);
 134 }
 135
 136 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 137
 138 static int
 139 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 140                 struct buffer_head *bh, int create)
 141 {
 142         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 143                 if (create)
 144                         return -EIO;
 145
 146                 /*
 147                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 148                  * return a hole, they will have to call get_block again
 149                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 150                  * time
 151                  */
 152                 return 0;
 153         }
 154         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 155         bh->b_blocknr = iblock;
 156         set_buffer_mapped(bh);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int
 161 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 162                 struct buffer_head *bh, int create)
 163 {
 164         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 165         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 166
 167         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 168                 max_blocks = end_block - iblock;
 169                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 170                         if (create)
 171                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 172                         /*
 173                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 174                          * a !buffer_mapped buffer
 175                          */
 176                         max_blocks = 0;
 177                 }
 178         }
 179
 180         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 181         bh->b_blocknr = iblock;
 182         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 183         if (max_blocks)
 184                 set_buffer_mapped(bh);
 185         return 0;
 186 }
 187
 188 static ssize_t
 189 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 190                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 191 {
 192         struct file *file = iocb->ki_filp;
 193         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 194
 195         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 196                                     nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL, NULL, 0);
 197 }
 198
 199 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 200 {
 201         if (!bdev)
 202                 return 0;
 203         if (!wait)
 204                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 205         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 210  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 211  */
 212 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 213 {
 214         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 215 }
 216 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 217
 218 /*
 219  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 220  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 221  * device.  Takes the superblock lock.
 222  */
 223 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 224 {
 225         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 226         if (sb) {
 227                 int res = sync_filesystem(sb);
 228                 drop_super(sb);
 229                 return res;
 230         }
 231         return sync_blockdev(bdev);
 232 }
 233 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 234
 235 /**
 236  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 237  * @bdev:       blockdevice to lock
 238  *
 239  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 240  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 241  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 242  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 243  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 244  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 245  * actually.
 246  */
 247 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 248 {
 249         struct super_block *sb;
 250         int error = 0;
 251
 252         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 253         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 254                 /*
 255                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 256                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 257                  * thaw_bdev drops it.
 258                  */
 259                 sb = get_super(bdev);
 260                 drop_super(sb);
 261                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 262                 return sb;
 263         }
 264
 265         sb = get_active_super(bdev);
 266         if (!sb)
 267                 goto out;
 268         error = freeze_super(sb);
 269         if (error) {
 270                 deactivate_super(sb);
 271                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 272                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 273                 return ERR_PTR(error);
 274         }
 275         deactivate_super(sb);
 276  out:
 277         sync_blockdev(bdev);
 278         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 279         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 280 }
 281 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 282
 283 /**
 284  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 285  * @bdev:       blockdevice to unlock
 286  * @sb:         associated superblock
 287  *
 288  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 289  */
 290 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 291 {
 292         int error = -EINVAL;
 293
 294         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 295         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 296                 goto out;
 297
 298         error = 0;
 299         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 300                 goto out;
 301
 302         if (!sb)
 303                 goto out;
 304
 305         error = thaw_super(sb);
 306         if (error) {
 307                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 308                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 309                 return error;
 310         }
 311 out:
 312         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 313         return 0;
 314 }
 315 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 316
 317 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 318 {
 319         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 320 }
 321
 322 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 323 {
 324         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 325 }
 326
 327 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 328                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 329                         struct page **pagep, void **fsdata)
 330 {
 331         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 332                                  blkdev_get_block);
 333 }
 334
 335 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 336                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 337                         struct page *page, void *fsdata)
 338 {
 339         int ret;
 340         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 341
 342         unlock_page(page);
 343         page_cache_release(page);
 344
 345         return ret;
 346 }
 347
 348 /*
 349  * private llseek:
 350  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 351  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 352  */
 353 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 354 {
 355         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 356         loff_t size;
 357         loff_t retval;
 358
 359         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 360         size = i_size_read(bd_inode);
 361
 362         retval = -EINVAL;
 363         switch (origin) {
 364                 case SEEK_END:
 365                         offset += size;
 366                         break;
 367                 case SEEK_CUR:
 368                         offset += file->f_pos;
 369                 case SEEK_SET:
 370                         break;
 371                 default:
 372                         goto out;
 373         }
 374         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 375                 if (offset != file->f_pos) {
 376                         file->f_pos = offset;
 377                 }
 378                 retval = offset;
 379         }
 380 out:
 381         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 382         return retval;
 383 }
 384
 385 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 386 {
 387         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 388         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 389         int error;
 390
 391         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 392         if (error)
 393                 return error;
 394
 395         /*
 396          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 397          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 398          * O_SYNC writers to a block device.
 399          */
 400         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 401         if (error == -EOPNOTSUPP)
 402                 error = 0;
 403
 404         return error;
 405 }
 406 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 407
 408 /*
 409  * pseudo-fs
 410  */
 411
 412 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 413 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 414
 415 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 416 {
 417         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 418         if (!ei)
 419                 return NULL;
 420         return &ei->vfs_inode;
 421 }
 422
 423 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 424 {
 425         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 426         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 427
 428         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_dentry);
 429         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 430 }
 431
 432 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 433 {
 434         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 435 }
 436
 437 static void init_once(void *foo)
 438 {
 439         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 440         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 441
 442         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 443         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 444         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 445         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 446 #ifdef CONFIG_SYSFS
 447         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 448 #endif
 449         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 450         /* Initialize mutex for freeze. */
 451         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 452 }
 453
 454 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 455 {
 456         list_del_init(&inode->i_devices);
 457         inode->i_bdev = NULL;
 458         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 459 }
 460
 461 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 462 {
 463         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 464         struct list_head *p;
 465         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 466         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 467         end_writeback(inode);
 468         spin_lock(&bdev_lock);
 469         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 470                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 471         }
 472         list_del_init(&bdev->bd_list);
 473         spin_unlock(&bdev_lock);
 474 }
 475
 476 static const struct super_operations bdev_sops = {
 477         .statfs = simple_statfs,
 478         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 479         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 480         .drop_inode = generic_delete_inode,
 481         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 482 };
 483
 484 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 485         int flags, const char *dev_name, void *data)
 486 {
 487         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, 0x62646576);
 488 }
 489
 490 static struct file_system_type bd_type = {
 491         .name           = "bdev",
 492         .mount          = bd_mount,
 493         .kill_sb        = kill_anon_super,
 494 };
 495
 496 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 497
 498 void __init bdev_cache_init(void)
 499 {
 500         int err;
 501         struct vfsmount *bd_mnt;
 502
 503         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 504                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 505                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 506                         init_once);
 507         err = register_filesystem(&bd_type);
 508         if (err)
 509                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 510         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 511         if (IS_ERR(bd_mnt))
 512                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 513         /*
 514          * This vfsmount structure is only used to obtain the
 515          * blockdev_superblock, so tell kmemleak not to report it.
 516          */
 517         kmemleak_not_leak(bd_mnt);
 518         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 519 }
 520
 521 /*
 522  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 523  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 524  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 525  */
 526 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 527 {
 528         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 529 }
 530
 531 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 532 {
 533         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 534 }
 535
 536 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 537 {
 538         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 539         return 0;
 540 }
 541
 542 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 543
 544 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 545 {
 546         struct block_device *bdev;
 547         struct inode *inode;
 548
 549         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 550                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 551
 552         if (!inode)
 553                 return NULL;
 554
 555         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 556
 557         if (inode->i_state & I_NEW) {
 558                 bdev->bd_contains = NULL;
 559                 bdev->bd_super = NULL;
 560                 bdev->bd_inode = inode;
 561                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 562                 bdev->bd_part_count = 0;
 563                 bdev->bd_invalidated = 0;
 564                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 565                 inode->i_rdev = dev;
 566                 inode->i_bdev = bdev;
 567                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 568                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 569                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 570                 spin_lock(&bdev_lock);
 571                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 572                 spin_unlock(&bdev_lock);
 573                 unlock_new_inode(inode);
 574         }
 575         return bdev;
 576 }
 577
 578 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 579
 580 /**
 581  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 582  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 583  */
 584 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 585 {
 586         ihold(bdev->bd_inode);
 587         return bdev;
 588 }
 589
 590 long nr_blockdev_pages(void)
 591 {
 592         struct block_device *bdev;
 593         long ret = 0;
 594         spin_lock(&bdev_lock);
 595         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 596                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 597         }
 598         spin_unlock(&bdev_lock);
 599         return ret;
 600 }
 601
 602 void bdput(struct block_device *bdev)
 603 {
 604         iput(bdev->bd_inode);
 605 }
 606
 607 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 608
 609 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 610 {
 611         struct block_device *bdev;
 612
 613         spin_lock(&bdev_lock);
 614         bdev = inode->i_bdev;
 615         if (bdev) {
 616                 ihold(bdev->bd_inode);
 617                 spin_unlock(&bdev_lock);
 618                 return bdev;
 619         }
 620         spin_unlock(&bdev_lock);
 621
 622         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 623         if (bdev) {
 624                 spin_lock(&bdev_lock);
 625                 if (!inode->i_bdev) {
 626                         /*
 627                          * We take an additional reference to bd_inode,
 628                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 629                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 630                          * without igrab().
 631                          */
 632                         ihold(bdev->bd_inode);
 633                         inode->i_bdev = bdev;
 634                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 635                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 636                 }
 637                 spin_unlock(&bdev_lock);
 638         }
 639         return bdev;
 640 }
 641
 642 /* Call when you free inode */
 643
 644 void bd_forget(struct inode *inode)
 645 {
 646         struct block_device *bdev = NULL;
 647
 648         spin_lock(&bdev_lock);
 649         if (inode->i_bdev) {
 650                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 651                         bdev = inode->i_bdev;
 652                 __bd_forget(inode);
 653         }
 654         spin_unlock(&bdev_lock);
 655
 656         if (bdev)
 657                 iput(bdev->bd_inode);
 658 }
 659
 660 /**
 661  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 662  * @bdev: block device of interest
 663  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 664  * @holder: holder trying to claim @bdev
 665  *
 666  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 667  *
 668  * CONTEXT:
 669  * spin_lock(&bdev_lock).
 670  *
 671  * RETURNS:
 672  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 673  */
 674 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 675                          void *holder)
 676 {
 677         if (bdev->bd_holder == holder)
 678                 return true;     /* already a holder */
 679         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 680                 return false;    /* held by someone else */
 681         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 682                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 683
 684         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 685                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 686         else if (whole->bd_holder != NULL)
 687                 return false;    /* is a partition of a held device */
 688         else
 689                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 690 }
 691
 692 /**
 693  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 694  * @bdev: block device of interest
 695  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 696  * @holder: holder trying to claim @bdev
 697  *
 698  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 699  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 700  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 701  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 702  *
 703  * CONTEXT:
 704  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 705  * it multiple times.
 706  *
 707  * RETURNS:
 708  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 709  */
 710 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 711                                struct block_device *whole, void *holder)
 712 {
 713 retry:
 714         /* if someone else claimed, fail */
 715         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 716                 return -EBUSY;
 717
 718         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 719         if (whole->bd_claiming) {
 720                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 721                 DEFINE_WAIT(wait);
 722
 723                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 724                 spin_unlock(&bdev_lock);
 725                 schedule();
 726                 finish_wait(wq, &wait);
 727                 spin_lock(&bdev_lock);
 728                 goto retry;
 729         }
 730
 731         /* yay, all mine */
 732         return 0;
 733 }
 734
 735 /**
 736  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 737  * @bdev: block device of interest
 738  * @holder: holder trying to claim @bdev
 739  *
 740  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 741  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 742  * successful call to this function must be matched with a call to
 743  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 744  * fail).
 745  *
 746  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 747  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 748  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 749  * access but may subsequently fail.
 750  *
 751  * CONTEXT:
 752  * Might sleep.
 753  *
 754  * RETURNS:
 755  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 756  * value on failure.
 757  */
 758 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 759                                               void *holder)
 760 {
 761         struct gendisk *disk;
 762         struct block_device *whole;
 763         int partno, err;
 764
 765         might_sleep();
 766
 767         /*
 768          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 769          * and grab the outer block device the hard way.
 770          */
 771         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 772         if (!disk)
 773                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 774
 775         /*
 776          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 777          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 778          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 779          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 780          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 781          * way.
 782          */
 783         if (partno)
 784                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 785         else
 786                 whole = bdgrab(bdev);
 787
 788         module_put(disk->fops->owner);
 789         put_disk(disk);
 790         if (!whole)
 791                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 792
 793         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 794         spin_lock(&bdev_lock);
 795
 796         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 797         if (err == 0) {
 798                 whole->bd_claiming = holder;
 799                 spin_unlock(&bdev_lock);
 800                 return whole;
 801         } else {
 802                 spin_unlock(&bdev_lock);
 803                 bdput(whole);
 804                 return ERR_PTR(err);
 805         }
 806 }
 807
 808 #ifdef CONFIG_SYSFS
 809 struct bd_holder_disk {
 810         struct list_head        list;
 811         struct gendisk          *disk;
 812         int                     refcnt;
 813 };
 814
 815 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 816                                                   struct gendisk *disk)
 817 {
 818         struct bd_holder_disk *holder;
 819
 820         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 821                 if (holder->disk == disk)
 822                         return holder;
 823         return NULL;
 824 }
 825
 826 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 827 {
 828         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 829 }
 830
 831 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 832 {
 833         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 834 }
 835
 836 /**
 837  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 838  * @bdev: the claimed slave bdev
 839  * @disk: the holding disk
 840  *
 841  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 842  *
 843  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 844  *
 845  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 846  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 847  *
 848  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 849  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 850  *
 851  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 852  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 853  *
 854  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 855  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 856  * lifetime of these symlinks.
 857  *
 858  * CONTEXT:
 859  * Might sleep.
 860  *
 861  * RETURNS:
 862  * 0 on success, -errno on failure.
 863  */
 864 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 865 {
 866         struct bd_holder_disk *holder;
 867         int ret = 0;
 868
 869         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 870
 871         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 872
 873         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 874         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 875                 goto out_unlock;
 876
 877         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 878         if (holder) {
 879                 holder->refcnt++;
 880                 goto out_unlock;
 881         }
 882
 883         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 884         if (!holder) {
 885                 ret = -ENOMEM;
 886                 goto out_unlock;
 887         }
 888
 889         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 890         holder->disk = disk;
 891         holder->refcnt = 1;
 892
 893         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 894         if (ret)
 895                 goto out_free;
 896
 897         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 898         if (ret)
 899                 goto out_del;
 900         /*
 901          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 902          * the holder directory.  Hold on to it.
 903          */
 904         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 905
 906         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 907         goto out_unlock;
 908
 909 out_del:
 910         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 911 out_free:
 912         kfree(holder);
 913 out_unlock:
 914         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 915         return ret;
 916 }
 917 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 918
 919 /**
 920  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 921  * @bdev: the calimed slave bdev
 922  * @disk: the holding disk
 923  *
 924  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 925  *
 926  * CONTEXT:
 927  * Might sleep.
 928  */
 929 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 930 {
 931         struct bd_holder_disk *holder;
 932
 933         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 934
 935         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 936
 937         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 938                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 939                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 940                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 941                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 942                 list_del_init(&holder->list);
 943                 kfree(holder);
 944         }
 945
 946         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 947 }
 948 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 949 #endif
 950
 951 /**
 952  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 953  *
 954  * @bdev:      struct block device to be flushed
 955  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 956  *
 957  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 958  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 959  * resize.
 960  */
 961 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 962 {
 963         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 964                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 965
 966                 if (bdev->bd_disk)
 967                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 968                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 969                        "resized disk %s\n", name);
 970         }
 971
 972         if (!bdev->bd_disk)
 973                 return;
 974         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
 975                 bdev->bd_invalidated = 1;
 976 }
 977
 978 /**
 979  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 980  * @disk: struct gendisk to check
 981  * @bdev: struct bdev to adjust.
 982  *
 983  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 984  * and adjusts it if it differs.
 985  */
 986 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 987 {
 988         loff_t disk_size, bdev_size;
 989
 990         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 991         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 992         if (disk_size != bdev_size) {
 993                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 994
 995                 disk_name(disk, 0, name);
 996                 printk(KERN_INFO
 997                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 998                        name, bdev_size, disk_size);
 999                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1000                 flush_disk(bdev, false);
1001         }
1002 }
1003 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1004
1005 /**
1006  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1007  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1008  *
1009  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1010  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1011  * for all revalidate_disk operations.
1012  */
1013 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1014 {
1015         struct block_device *bdev;
1016         int ret = 0;
1017
1018         if (disk->fops->revalidate_disk)
1019                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1020
1021         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1022         if (!bdev)
1023                 return ret;
1024
1025         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1026         check_disk_size_change(disk, bdev);
1027         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1028         bdput(bdev);
1029         return ret;
1030 }
1031 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1032
1033 /*
1034  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1035  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1036  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1037  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1038  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1039  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1040  * to lose :-)
1041  */
1042 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1043 {
1044         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1045         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1046         unsigned int events;
1047
1048         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1049                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1050         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1051                 return 0;
1052
1053         flush_disk(bdev, true);
1054         if (bdops->revalidate_disk)
1055                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1056         return 1;
1057 }
1058
1059 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1060
1061 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1062 {
1063         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1064
1065         bdev->bd_inode->i_size = size;
1066         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1067                 if (size & bsize)
1068                         break;
1069                 bsize <<= 1;
1070         }
1071         bdev->bd_block_size = bsize;
1072         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1073 }
1074 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1075
1076 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1077
1078 /*
1079  * bd_mutex locking:
1080  *
1081  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1082  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1083  */
1084
1085 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1086 {
1087         struct gendisk *disk;
1088         struct module *owner;
1089         int ret;
1090         int partno;
1091         int perm = 0;
1092
1093         if (mode & FMODE_READ)
1094                 perm |= MAY_READ;
1095         if (mode & FMODE_WRITE)
1096                 perm |= MAY_WRITE;
1097         /*
1098          * hooks: /n/, see "layering violations".
1099          */
1100         if (!for_part) {
1101                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1102                 if (ret != 0) {
1103                         bdput(bdev);
1104                         return ret;
1105                 }
1106         }
1107
1108  restart:
1109
1110         ret = -ENXIO;
1111         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1112         if (!disk)
1113                 goto out;
1114         owner = disk->fops->owner;
1115
1116         disk_block_events(disk);
1117         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1118         if (!bdev->bd_openers) {
1119                 bdev->bd_disk = disk;
1120                 bdev->bd_contains = bdev;
1121                 if (!partno) {
1122                         struct backing_dev_info *bdi;
1123
1124                         ret = -ENXIO;
1125                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1126                         if (!bdev->bd_part)
1127                                 goto out_clear;
1128
1129                         ret = 0;
1130                         if (disk->fops->open) {
1131                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1132                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1133                                         /* Lost a race with 'disk' being
1134                                          * deleted, try again.
1135                                          * See md.c
1136                                          */
1137                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1138                                         bdev->bd_part = NULL;
1139                                         bdev->bd_disk = NULL;
1140                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1141                                         disk_unblock_events(disk);
1142                                         put_disk(disk);
1143                                         module_put(owner);
1144                                         goto restart;
1145                                 }
1146                         }
1147
1148                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1149                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1150                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1151                                 if (bdi == NULL)
1152                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1153                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1154                         }
1155
1156                         /*
1157                          * If the device is invalidated, rescan partition
1158                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1159                          * The latter is necessary to prevent ghost
1160                          * partitions on a removed medium.
1161                          */
1162                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1163                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1164                         if (ret)
1165                                 goto out_clear;
1166                 } else {
1167                         struct block_device *whole;
1168                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1169                         ret = -ENOMEM;
1170                         if (!whole)
1171                                 goto out_clear;
1172                         BUG_ON(for_part);
1173                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1174                         if (ret)
1175                                 goto out_clear;
1176                         bdev->bd_contains = whole;
1177                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1178                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1179                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1180                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1181                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1182                                 ret = -ENXIO;
1183                                 goto out_clear;
1184                         }
1185                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1186                 }
1187         } else {
1188                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1189                         ret = 0;
1190                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1191                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1192                         /* the same as first opener case, read comment there */
1193                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1194                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1195                         if (ret)
1196                                 goto out_unlock_bdev;
1197                 }
1198                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1199                 put_disk(disk);
1200                 module_put(owner);
1201         }
1202         bdev->bd_openers++;
1203         if (for_part)
1204                 bdev->bd_part_count++;
1205         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1206         disk_unblock_events(disk);
1207         return 0;
1208
1209  out_clear:
1210         disk_put_part(bdev->bd_part);
1211         bdev->bd_disk = NULL;
1212         bdev->bd_part = NULL;
1213         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1214         if (bdev != bdev->bd_contains)
1215                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1216         bdev->bd_contains = NULL;
1217  out_unlock_bdev:
1218         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1219         disk_unblock_events(disk);
1220         put_disk(disk);
1221         module_put(owner);
1222  out:
1223         bdput(bdev);
1224
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 /**
1229  * blkdev_get - open a block device
1230  * @bdev: block_device to open
1231  * @mode: FMODE_* mask
1232  * @holder: exclusive holder identifier
1233  *
1234  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1235  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1236  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1237  *
1238  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1239  * @bdev is put.
1240  *
1241  * CONTEXT:
1242  * Might sleep.
1243  *
1244  * RETURNS:
1245  * 0 on success, -errno on failure.
1246  */
1247 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1248 {
1249         struct block_device *whole = NULL;
1250         int res;
1251
1252         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1253
1254         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1255                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1256                 if (IS_ERR(whole)) {
1257                         bdput(bdev);
1258                         return PTR_ERR(whole);
1259                 }
1260         }
1261
1262         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1263
1264         if (whole) {
1265                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1266
1267                 /* finish claiming */
1268                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1269                 spin_lock(&bdev_lock);
1270
1271                 if (!res) {
1272                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1273                         /*
1274                          * Note that for a whole device bd_holders
1275                          * will be incremented twice, and bd_holder
1276                          * will be set to bd_may_claim before being
1277                          * set to holder
1278                          */
1279                         whole->bd_holders++;
1280                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1281                         bdev->bd_holders++;
1282                         bdev->bd_holder = holder;
1283                 }
1284
1285                 /* tell others that we're done */
1286                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1287                 whole->bd_claiming = NULL;
1288                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1289
1290                 spin_unlock(&bdev_lock);
1291
1292                 /*
1293                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1294                  * write holder makes the write_holder state stick until
1295                  * all are released.  This is good enough and tracking
1296                  * individual writeable reference is too fragile given the
1297                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1298                  */
1299                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1300                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1301                         bdev->bd_write_holder = true;
1302                         disk_block_events(disk);
1303                 }
1304
1305                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1306                 bdput(whole);
1307         }
1308
1309         return res;
1310 }
1311 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1312
1313 /**
1314  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1315  * @path: path to the block device to open
1316  * @mode: FMODE_* mask
1317  * @holder: exclusive holder identifier
1318  *
1319  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1320  * and @holder are identical to blkdev_get().
1321  *
1322  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1323  *
1324  * CONTEXT:
1325  * Might sleep.
1326  *
1327  * RETURNS:
1328  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1329  */
1330 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1331                                         void *holder)
1332 {
1333         struct block_device *bdev;
1334         int err;
1335
1336         bdev = lookup_bdev(path);
1337         if (IS_ERR(bdev))
1338                 return bdev;
1339
1340         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1341         if (err)
1342                 return ERR_PTR(err);
1343
1344         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1345                 blkdev_put(bdev, mode);
1346                 return ERR_PTR(-EACCES);
1347         }
1348
1349         return bdev;
1350 }
1351 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1352
1353 /**
1354  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1355  * @dev: device number of block device to open
1356  * @mode: FMODE_* mask
1357  * @holder: exclusive holder identifier
1358  *
1359  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1360  * @holder are identical to blkdev_get().
1361  *
1362  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1363  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1364  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1365  * ever need it - reconsider your API.
1366  *
1367  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1368  *
1369  * CONTEXT:
1370  * Might sleep.
1371  *
1372  * RETURNS:
1373  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1374  */
1375 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1376 {
1377         struct block_device *bdev;
1378         int err;
1379
1380         bdev = bdget(dev);
1381         if (!bdev)
1382                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1383
1384         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1385         if (err)
1386                 return ERR_PTR(err);
1387
1388         return bdev;
1389 }
1390 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1391
1392 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1393 {
1394         struct block_device *bdev;
1395
1396         /*
1397          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1398          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1399          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1400          * during an unstable branch.
1401          */
1402         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1403
1404         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1405                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1406         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1407                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1408         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1409                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1410
1411         bdev = bd_acquire(inode);
1412         if (bdev == NULL)
1413                 return -ENOMEM;
1414
1415         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1416
1417         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1418 }
1419
1420 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1421 {
1422         int ret = 0;
1423         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1424         struct block_device *victim = NULL;
1425
1426         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1427         if (for_part)
1428                 bdev->bd_part_count--;
1429
1430         if (!--bdev->bd_openers) {
1431                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1432                 sync_blockdev(bdev);
1433                 kill_bdev(bdev);
1434                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1435                  * so must switch it out first
1436                  */
1437                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1438                                         &default_backing_dev_info);
1439         }
1440         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1441                 if (disk->fops->release)
1442                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1443         }
1444         if (!bdev->bd_openers) {
1445                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1446
1447                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1448                 bdev->bd_part = NULL;
1449                 bdev->bd_disk = NULL;
1450                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1451                         victim = bdev->bd_contains;
1452                 bdev->bd_contains = NULL;
1453
1454                 put_disk(disk);
1455                 module_put(owner);
1456         }
1457         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1458         bdput(bdev);
1459         if (victim)
1460                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1461         return ret;
1462 }
1463
1464 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1465 {
1466         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1467
1468         if (mode & FMODE_EXCL) {
1469                 bool bdev_free;
1470
1471                 /*
1472                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1473                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1474                  * synchronize disk_holder unlinking.
1475                  */
1476                 spin_lock(&bdev_lock);
1477
1478                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1479                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1480
1481                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1482                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1483                         bdev->bd_holder = NULL;
1484                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1485                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1486
1487                 spin_unlock(&bdev_lock);
1488
1489                 /*
1490                  * If this was the last claim, remove holder link and
1491                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1492                  */
1493                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1494                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1495                         bdev->bd_write_holder = false;
1496                 }
1497         }
1498
1499         /*
1500          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1501          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1502          * from userland - e.g. eject(1).
1503          */
1504         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1505
1506         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1507
1508         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1509 }
1510 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1511
1512 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1513 {
1514         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1515
1516         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1517 }
1518
1519 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1520 {
1521         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1522         fmode_t mode = file->f_mode;
1523
1524         /*
1525          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1526          * to updated it before every ioctl.
1527          */
1528         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1529                 mode |= FMODE_NDELAY;
1530         else
1531                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1532
1533         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1538  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1539  *
1540  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1541  * use.
1542  */
1543 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1544                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1545 {
1546         struct file *file = iocb->ki_filp;
1547         ssize_t ret;
1548
1549         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1550
1551         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1552         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1553                 ssize_t err;
1554
1555                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1556                 if (err < 0 && ret > 0)
1557                         ret = err;
1558         }
1559         return ret;
1560 }
1561 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1562
1563 /*
1564  * Try to release a page associated with block device when the system
1565  * is under memory pressure.
1566  */
1567 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1568 {
1569         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1570
1571         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1572                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1573
1574         return try_to_free_buffers(page);
1575 }
1576
1577 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1578         .readpage       = blkdev_readpage,
1579         .writepage      = blkdev_writepage,
1580         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1581         .write_end      = blkdev_write_end,
1582         .writepages     = generic_writepages,
1583         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1584         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1585 };
1586
1587 const struct file_operations def_blk_fops = {
1588         .open           = blkdev_open,
1589         .release        = blkdev_close,
1590         .llseek         = block_llseek,
1591         .read           = do_sync_read,
1592         .write          = do_sync_write,
1593         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1594         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1595         .mmap           = generic_file_mmap,
1596         .fsync          = blkdev_fsync,
1597         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1598 #ifdef CONFIG_COMPAT
1599         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1600 #endif
1601         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1602         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1603 };
1604
1605 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1606 {
1607         int res;
1608         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1609         set_fs(KERNEL_DS);
1610         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1611         set_fs(old_fs);
1612         return res;
1613 }
1614
1615 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1616
1617 /**
1618  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1619  * @pathname:   special file representing the block device
1620  *
1621  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1622  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1623  * otherwise.
1624  */
1625 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1626 {
1627         struct block_device *bdev;
1628         struct inode *inode;
1629         struct path path;
1630         int error;
1631
1632         if (!pathname || !*pathname)
1633                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1634
1635         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1636         if (error)
1637                 return ERR_PTR(error);
1638
1639         inode = path.dentry->d_inode;
1640         error = -ENOTBLK;
1641         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1642                 goto fail;
1643         error = -EACCES;
1644         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1645                 goto fail;
1646         error = -ENOMEM;
1647         bdev = bd_acquire(inode);
1648         if (!bdev)
1649                 goto fail;
1650 out:
1651         path_put(&path);
1652         return bdev;
1653 fail:
1654         bdev = ERR_PTR(error);
1655         goto out;
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1658
1659 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1660 {
1661         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1662         int res = 0;
1663
1664         if (sb) {
1665                 /*
1666                  * no need to lock the super, get_super holds the
1667                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1668                  * under us (->put_super runs with the write lock
1669                  * hold).
1670                  */
1671                 shrink_dcache_sb(sb);
1672                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1673                 drop_super(sb);
1674         }
1675         invalidate_bdev(bdev);
1676         return res;
1677 }
1678 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);