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/swap.h>
  21 #include <linux/pagevec.h>
  22 #include <linux/writeback.h>
  23 #include <linux/mpage.h>
  24 #include <linux/mount.h>
  25 #include <linux/uio.h>
  26 #include <linux/namei.h>
  27 #include <linux/log2.h>
  28 #include <linux/cleancache.h>
  29 #include <asm/uaccess.h>
  30 #include "internal.h"
  31
  32 struct bdev_inode {
  33         struct block_device bdev;
  34         struct inode vfs_inode;
  35 };
  36
  37 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  38
  39 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  40 {
  41         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  42 }
  43
  44 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  45 {
  46         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  49
  50 /*
  51  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
  52  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
  53  * the right list.
  54  */
  55 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  56                         struct backing_dev_info *dst)
  57 {
  58         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
  59
  60         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
  61                 return;
  62         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
  63         spin_lock(&inode->i_lock);
  64         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  65         if (inode->i_state & I_DIRTY)
  66                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  67         spin_unlock(&inode->i_lock);
  68         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
  69         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
  70 }
  71
  72 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  73 {
  74         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  75         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  76
  77         if (sz) {
  78                 unsigned int size = block_size(bdev);
  79                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  80                 retval = (sz >> sizebits);
  81         }
  82         return retval;
  83 }
  84
  85 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  86 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  87 {
  88         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  89
  90         if (mapping->nrpages == 0)
  91                 return;
  92
  93         invalidate_bh_lrus();
  94         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  95 }
  96 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  97
  98 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  99 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 100 {
 101         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 102
 103         if (mapping->nrpages == 0)
 104                 return;
 105
 106         invalidate_bh_lrus();
 107         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 108         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 109         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 110          * But, for the strange corners, lets be cautious
 111          */
 112         cleancache_flush_inode(mapping);
 113 }
 114 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 115
 116 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 117 {
 118         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 119         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 120                 return -EINVAL;
 121
 122         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 123         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 124                 return -EINVAL;
 125
 126         /* Don't change the size if it is same as current */
 127         if (bdev->bd_block_size != size) {
 128                 sync_blockdev(bdev);
 129                 bdev->bd_block_size = size;
 130                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 131                 kill_bdev(bdev);
 132         }
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 137
 138 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 139 {
 140         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 141                 return 0;
 142         /* If we get here, we know size is power of two
 143          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 144         sb->s_blocksize = size;
 145         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 146         return sb->s_blocksize;
 147 }
 148
 149 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 150
 151 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 152 {
 153         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 154         if (size < minsize)
 155                 size = minsize;
 156         return sb_set_blocksize(sb, size);
 157 }
 158
 159 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 160
 161 static int
 162 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 163                 struct buffer_head *bh, int create)
 164 {
 165         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 166                 if (create)
 167                         return -EIO;
 168
 169                 /*
 170                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 171                  * return a hole, they will have to call get_block again
 172                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 173                  * time
 174                  */
 175                 return 0;
 176         }
 177         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 178         bh->b_blocknr = iblock;
 179         set_buffer_mapped(bh);
 180         return 0;
 181 }
 182
 183 static int
 184 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 185                 struct buffer_head *bh, int create)
 186 {
 187         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 188         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 189
 190         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 191                 max_blocks = end_block - iblock;
 192                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 193                         if (create)
 194                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 195                         /*
 196                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 197                          * a !buffer_mapped buffer
 198                          */
 199                         max_blocks = 0;
 200                 }
 201         }
 202
 203         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 204         bh->b_blocknr = iblock;
 205         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 206         if (max_blocks)
 207                 set_buffer_mapped(bh);
 208         return 0;
 209 }
 210
 211 static ssize_t
 212 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 213                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 214 {
 215         struct file *file = iocb->ki_filp;
 216         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 217
 218         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 219                                     nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL, NULL, 0);
 220 }
 221
 222 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 223 {
 224         if (!bdev)
 225                 return 0;
 226         if (!wait)
 227                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 228         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 229 }
 230
 231 /*
 232  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 233  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 234  */
 235 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 236 {
 237         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 238 }
 239 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 240
 241 /*
 242  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 243  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 244  * device.  Takes the superblock lock.
 245  */
 246 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 247 {
 248         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 249         if (sb) {
 250                 int res = sync_filesystem(sb);
 251                 drop_super(sb);
 252                 return res;
 253         }
 254         return sync_blockdev(bdev);
 255 }
 256 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 257
 258 /**
 259  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 260  * @bdev:       blockdevice to lock
 261  *
 262  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 263  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 264  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 265  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 266  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 267  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 268  * actually.
 269  */
 270 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 271 {
 272         struct super_block *sb;
 273         int error = 0;
 274
 275         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 276         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 277                 /*
 278                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 279                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 280                  * thaw_bdev drops it.
 281                  */
 282                 sb = get_super(bdev);
 283                 drop_super(sb);
 284                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 285                 return sb;
 286         }
 287
 288         sb = get_active_super(bdev);
 289         if (!sb)
 290                 goto out;
 291         error = freeze_super(sb);
 292         if (error) {
 293                 deactivate_super(sb);
 294                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 295                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 296                 return ERR_PTR(error);
 297         }
 298         deactivate_super(sb);
 299  out:
 300         sync_blockdev(bdev);
 301         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 302         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 303 }
 304 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 305
 306 /**
 307  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 308  * @bdev:       blockdevice to unlock
 309  * @sb:         associated superblock
 310  *
 311  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 312  */
 313 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 314 {
 315         int error = -EINVAL;
 316
 317         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 318         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 319                 goto out;
 320
 321         error = 0;
 322         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 323                 goto out;
 324
 325         if (!sb)
 326                 goto out;
 327
 328         error = thaw_super(sb);
 329         if (error) {
 330                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 331                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 332                 return error;
 333         }
 334 out:
 335         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 336         return 0;
 337 }
 338 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 339
 340 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 341 {
 342         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 343 }
 344
 345 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 346 {
 347         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 348 }
 349
 350 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 351                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 352                         struct page **pagep, void **fsdata)
 353 {
 354         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 355                                  blkdev_get_block);
 356 }
 357
 358 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 359                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 360                         struct page *page, void *fsdata)
 361 {
 362         int ret;
 363         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 364
 365         unlock_page(page);
 366         page_cache_release(page);
 367
 368         return ret;
 369 }
 370
 371 /*
 372  * private llseek:
 373  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 374  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 375  */
 376 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 377 {
 378         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 379         loff_t size;
 380         loff_t retval;
 381
 382         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 383         size = i_size_read(bd_inode);
 384
 385         retval = -EINVAL;
 386         switch (origin) {
 387                 case SEEK_END:
 388                         offset += size;
 389                         break;
 390                 case SEEK_CUR:
 391                         offset += file->f_pos;
 392                 case SEEK_SET:
 393                         break;
 394                 default:
 395                         goto out;
 396         }
 397         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 398                 if (offset != file->f_pos) {
 399                         file->f_pos = offset;
 400                 }
 401                 retval = offset;
 402         }
 403 out:
 404         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 405         return retval;
 406 }
 407
 408 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 409 {
 410         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 411         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 412         int error;
 413
 414         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 415         if (error)
 416                 return error;
 417
 418         /*
 419          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 420          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 421          * O_SYNC writers to a block device.
 422          */
 423         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 424         if (error == -EOPNOTSUPP)
 425                 error = 0;
 426
 427         return error;
 428 }
 429 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 430
 431 /*
 432  * pseudo-fs
 433  */
 434
 435 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 436 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 437
 438 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 439 {
 440         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 441         if (!ei)
 442                 return NULL;
 443         return &ei->vfs_inode;
 444 }
 445
 446 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 447 {
 448         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 449         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 450
 451         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 452 }
 453
 454 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 455 {
 456         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 457 }
 458
 459 static void init_once(void *foo)
 460 {
 461         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 462         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 463
 464         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 465         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 466         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 467         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 468 #ifdef CONFIG_SYSFS
 469         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 470 #endif
 471         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 472         /* Initialize mutex for freeze. */
 473         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 474 }
 475
 476 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 477 {
 478         list_del_init(&inode->i_devices);
 479         inode->i_bdev = NULL;
 480         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 481 }
 482
 483 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 484 {
 485         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 486         struct list_head *p;
 487         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 488         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 489         end_writeback(inode);
 490         spin_lock(&bdev_lock);
 491         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 492                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 493         }
 494         list_del_init(&bdev->bd_list);
 495         spin_unlock(&bdev_lock);
 496 }
 497
 498 static const struct super_operations bdev_sops = {
 499         .statfs = simple_statfs,
 500         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 501         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 502         .drop_inode = generic_delete_inode,
 503         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 504 };
 505
 506 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 507         int flags, const char *dev_name, void *data)
 508 {
 509         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, 0x62646576);
 510 }
 511
 512 static struct file_system_type bd_type = {
 513         .name           = "bdev",
 514         .mount          = bd_mount,
 515         .kill_sb        = kill_anon_super,
 516 };
 517
 518 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 519
 520 void __init bdev_cache_init(void)
 521 {
 522         int err;
 523         static struct vfsmount *bd_mnt;
 524
 525         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 526                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 527                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 528                         init_once);
 529         err = register_filesystem(&bd_type);
 530         if (err)
 531                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 532         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 533         if (IS_ERR(bd_mnt))
 534                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 535         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 536 }
 537
 538 /*
 539  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 540  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 541  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 542  */
 543 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 544 {
 545         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 546 }
 547
 548 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 549 {
 550         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 551 }
 552
 553 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 554 {
 555         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 560
 561 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 562 {
 563         struct block_device *bdev;
 564         struct inode *inode;
 565
 566         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 567                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 568
 569         if (!inode)
 570                 return NULL;
 571
 572         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 573
 574         if (inode->i_state & I_NEW) {
 575                 bdev->bd_contains = NULL;
 576                 bdev->bd_super = NULL;
 577                 bdev->bd_inode = inode;
 578                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 579                 bdev->bd_part_count = 0;
 580                 bdev->bd_invalidated = 0;
 581                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 582                 inode->i_rdev = dev;
 583                 inode->i_bdev = bdev;
 584                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 585                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 586                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 587                 spin_lock(&bdev_lock);
 588                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 589                 spin_unlock(&bdev_lock);
 590                 unlock_new_inode(inode);
 591         }
 592         return bdev;
 593 }
 594
 595 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 596
 597 /**
 598  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 599  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 600  */
 601 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 602 {
 603         ihold(bdev->bd_inode);
 604         return bdev;
 605 }
 606
 607 long nr_blockdev_pages(void)
 608 {
 609         struct block_device *bdev;
 610         long ret = 0;
 611         spin_lock(&bdev_lock);
 612         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 613                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 614         }
 615         spin_unlock(&bdev_lock);
 616         return ret;
 617 }
 618
 619 void bdput(struct block_device *bdev)
 620 {
 621         iput(bdev->bd_inode);
 622 }
 623
 624 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 625
 626 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 627 {
 628         struct block_device *bdev;
 629
 630         spin_lock(&bdev_lock);
 631         bdev = inode->i_bdev;
 632         if (bdev) {
 633                 ihold(bdev->bd_inode);
 634                 spin_unlock(&bdev_lock);
 635                 return bdev;
 636         }
 637         spin_unlock(&bdev_lock);
 638
 639         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 640         if (bdev) {
 641                 spin_lock(&bdev_lock);
 642                 if (!inode->i_bdev) {
 643                         /*
 644                          * We take an additional reference to bd_inode,
 645                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 646                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 647                          * without igrab().
 648                          */
 649                         ihold(bdev->bd_inode);
 650                         inode->i_bdev = bdev;
 651                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 652                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 653                 }
 654                 spin_unlock(&bdev_lock);
 655         }
 656         return bdev;
 657 }
 658
 659 static inline int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
 660 {
 661         return sb == blockdev_superblock;
 662 }
 663
 664 /* Call when you free inode */
 665
 666 void bd_forget(struct inode *inode)
 667 {
 668         struct block_device *bdev = NULL;
 669
 670         spin_lock(&bdev_lock);
 671         if (inode->i_bdev) {
 672                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 673                         bdev = inode->i_bdev;
 674                 __bd_forget(inode);
 675         }
 676         spin_unlock(&bdev_lock);
 677
 678         if (bdev)
 679                 iput(bdev->bd_inode);
 680 }
 681
 682 /**
 683  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 684  * @bdev: block device of interest
 685  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 686  * @holder: holder trying to claim @bdev
 687  *
 688  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 689  *
 690  * CONTEXT:
 691  * spin_lock(&bdev_lock).
 692  *
 693  * RETURNS:
 694  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 695  */
 696 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 697                          void *holder)
 698 {
 699         if (bdev->bd_holder == holder)
 700                 return true;     /* already a holder */
 701         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 702                 return false;    /* held by someone else */
 703         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 704                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 705
 706         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 707                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 708         else if (whole->bd_holder != NULL)
 709                 return false;    /* is a partition of a held device */
 710         else
 711                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 712 }
 713
 714 /**
 715  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 716  * @bdev: block device of interest
 717  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 718  * @holder: holder trying to claim @bdev
 719  *
 720  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 721  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 722  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 723  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 724  *
 725  * CONTEXT:
 726  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 727  * it multiple times.
 728  *
 729  * RETURNS:
 730  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 731  */
 732 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 733                                struct block_device *whole, void *holder)
 734 {
 735 retry:
 736         /* if someone else claimed, fail */
 737         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 738                 return -EBUSY;
 739
 740         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 741         if (whole->bd_claiming) {
 742                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 743                 DEFINE_WAIT(wait);
 744
 745                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 746                 spin_unlock(&bdev_lock);
 747                 schedule();
 748                 finish_wait(wq, &wait);
 749                 spin_lock(&bdev_lock);
 750                 goto retry;
 751         }
 752
 753         /* yay, all mine */
 754         return 0;
 755 }
 756
 757 /**
 758  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 759  * @bdev: block device of interest
 760  * @holder: holder trying to claim @bdev
 761  *
 762  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 763  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 764  * successful call to this function must be matched with a call to
 765  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 766  * fail).
 767  *
 768  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 769  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 770  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 771  * access but may subsequently fail.
 772  *
 773  * CONTEXT:
 774  * Might sleep.
 775  *
 776  * RETURNS:
 777  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 778  * value on failure.
 779  */
 780 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 781                                               void *holder)
 782 {
 783         struct gendisk *disk;
 784         struct block_device *whole;
 785         int partno, err;
 786
 787         might_sleep();
 788
 789         /*
 790          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 791          * and grab the outer block device the hard way.
 792          */
 793         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 794         if (!disk)
 795                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 796
 797         /*
 798          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 799          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 800          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 801          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 802          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 803          * way.
 804          */
 805         if (partno)
 806                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 807         else
 808                 whole = bdgrab(bdev);
 809
 810         module_put(disk->fops->owner);
 811         put_disk(disk);
 812         if (!whole)
 813                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 814
 815         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 816         spin_lock(&bdev_lock);
 817
 818         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 819         if (err == 0) {
 820                 whole->bd_claiming = holder;
 821                 spin_unlock(&bdev_lock);
 822                 return whole;
 823         } else {
 824                 spin_unlock(&bdev_lock);
 825                 bdput(whole);
 826                 return ERR_PTR(err);
 827         }
 828 }
 829
 830 #ifdef CONFIG_SYSFS
 831 struct bd_holder_disk {
 832         struct list_head        list;
 833         struct gendisk          *disk;
 834         int                     refcnt;
 835 };
 836
 837 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 838                                                   struct gendisk *disk)
 839 {
 840         struct bd_holder_disk *holder;
 841
 842         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 843                 if (holder->disk == disk)
 844                         return holder;
 845         return NULL;
 846 }
 847
 848 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 849 {
 850         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 851 }
 852
 853 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 854 {
 855         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 856 }
 857
 858 /**
 859  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 860  * @bdev: the claimed slave bdev
 861  * @disk: the holding disk
 862  *
 863  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 864  *
 865  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 866  *
 867  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 868  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 869  *
 870  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 871  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 872  *
 873  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 874  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 875  *
 876  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 877  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 878  * lifetime of these symlinks.
 879  *
 880  * CONTEXT:
 881  * Might sleep.
 882  *
 883  * RETURNS:
 884  * 0 on success, -errno on failure.
 885  */
 886 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 887 {
 888         struct bd_holder_disk *holder;
 889         int ret = 0;
 890
 891         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 892
 893         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 894
 895         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 896         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 897                 goto out_unlock;
 898
 899         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 900         if (holder) {
 901                 holder->refcnt++;
 902                 goto out_unlock;
 903         }
 904
 905         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 906         if (!holder) {
 907                 ret = -ENOMEM;
 908                 goto out_unlock;
 909         }
 910
 911         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 912         holder->disk = disk;
 913         holder->refcnt = 1;
 914
 915         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 916         if (ret)
 917                 goto out_free;
 918
 919         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 920         if (ret)
 921                 goto out_del;
 922         /*
 923          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 924          * the holder directory.  Hold on to it.
 925          */
 926         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 927
 928         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 929         goto out_unlock;
 930
 931 out_del:
 932         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 933 out_free:
 934         kfree(holder);
 935 out_unlock:
 936         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 937         return ret;
 938 }
 939 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 940
 941 /**
 942  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 943  * @bdev: the calimed slave bdev
 944  * @disk: the holding disk
 945  *
 946  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 947  *
 948  * CONTEXT:
 949  * Might sleep.
 950  */
 951 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 952 {
 953         struct bd_holder_disk *holder;
 954
 955         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 956
 957         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 958
 959         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 960                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 961                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 962                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 963                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 964                 list_del_init(&holder->list);
 965                 kfree(holder);
 966         }
 967
 968         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 969 }
 970 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 971 #endif
 972
 973 /**
 974  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 975  *
 976  * @bdev:      struct block device to be flushed
 977  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 978  *
 979  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 980  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 981  * resize.
 982  */
 983 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 984 {
 985         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 986                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 987
 988                 if (bdev->bd_disk)
 989                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 990                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 991                        "resized disk %s\n", name);
 992         }
 993
 994         if (!bdev->bd_disk)
 995                 return;
 996         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
 997                 bdev->bd_invalidated = 1;
 998 }
 999
1000 /**
1001  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1002  * @disk: struct gendisk to check
1003  * @bdev: struct bdev to adjust.
1004  *
1005  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1006  * and adjusts it if it differs.
1007  */
1008 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1009 {
1010         loff_t disk_size, bdev_size;
1011
1012         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1013         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1014         if (disk_size != bdev_size) {
1015                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1016
1017                 disk_name(disk, 0, name);
1018                 printk(KERN_INFO
1019                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1020                        name, bdev_size, disk_size);
1021                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1022                 flush_disk(bdev, false);
1023         }
1024 }
1025 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1026
1027 /**
1028  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1029  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1030  *
1031  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1032  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1033  * for all revalidate_disk operations.
1034  */
1035 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1036 {
1037         struct block_device *bdev;
1038         int ret = 0;
1039
1040         if (disk->fops->revalidate_disk)
1041                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1042
1043         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1044         if (!bdev)
1045                 return ret;
1046
1047         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1048         check_disk_size_change(disk, bdev);
1049         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1050         bdput(bdev);
1051         return ret;
1052 }
1053 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1054
1055 /*
1056  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1057  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1058  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1059  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1060  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1061  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1062  * to lose :-)
1063  */
1064 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1065 {
1066         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1067         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1068         unsigned int events;
1069
1070         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1071                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1072         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1073                 return 0;
1074
1075         flush_disk(bdev, true);
1076         if (bdops->revalidate_disk)
1077                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1078         return 1;
1079 }
1080
1081 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1082
1083 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1084 {
1085         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1086
1087         bdev->bd_inode->i_size = size;
1088         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1089                 if (size & bsize)
1090                         break;
1091                 bsize <<= 1;
1092         }
1093         bdev->bd_block_size = bsize;
1094         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1095 }
1096 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1097
1098 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1099
1100 /*
1101  * bd_mutex locking:
1102  *
1103  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1104  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1105  */
1106
1107 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1108 {
1109         struct gendisk *disk;
1110         struct module *owner;
1111         int ret;
1112         int partno;
1113         int perm = 0;
1114
1115         if (mode & FMODE_READ)
1116                 perm |= MAY_READ;
1117         if (mode & FMODE_WRITE)
1118                 perm |= MAY_WRITE;
1119         /*
1120          * hooks: /n/, see "layering violations".
1121          */
1122         if (!for_part) {
1123                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1124                 if (ret != 0) {
1125                         bdput(bdev);
1126                         return ret;
1127                 }
1128         }
1129
1130  restart:
1131
1132         ret = -ENXIO;
1133         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1134         if (!disk)
1135                 goto out;
1136         owner = disk->fops->owner;
1137
1138         disk_block_events(disk);
1139         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1140         if (!bdev->bd_openers) {
1141                 bdev->bd_disk = disk;
1142                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1143                 bdev->bd_contains = bdev;
1144                 if (!partno) {
1145                         struct backing_dev_info *bdi;
1146
1147                         ret = -ENXIO;
1148                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1149                         if (!bdev->bd_part)
1150                                 goto out_clear;
1151
1152                         ret = 0;
1153                         if (disk->fops->open) {
1154                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1155                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1156                                         /* Lost a race with 'disk' being
1157                                          * deleted, try again.
1158                                          * See md.c
1159                                          */
1160                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1161                                         bdev->bd_part = NULL;
1162                                         bdev->bd_disk = NULL;
1163                                         bdev->bd_queue = NULL;
1164                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1165                                         disk_unblock_events(disk);
1166                                         put_disk(disk);
1167                                         module_put(owner);
1168                                         goto restart;
1169                                 }
1170                         }
1171
1172                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1173                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1174                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1175                                 if (bdi == NULL)
1176                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1177                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1178                         }
1179
1180                         /*
1181                          * If the device is invalidated, rescan partition
1182                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1183                          * The latter is necessary to prevent ghost
1184                          * partitions on a removed medium.
1185                          */
1186                         if (bdev->bd_invalidated) {
1187                                 if (!ret)
1188                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1189                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1190                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1191                         }
1192                         if (ret)
1193                                 goto out_clear;
1194                 } else {
1195                         struct block_device *whole;
1196                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1197                         ret = -ENOMEM;
1198                         if (!whole)
1199                                 goto out_clear;
1200                         BUG_ON(for_part);
1201                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1202                         if (ret)
1203                                 goto out_clear;
1204                         bdev->bd_contains = whole;
1205                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1206                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1207                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1208                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1209                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1210                                 ret = -ENXIO;
1211                                 goto out_clear;
1212                         }
1213                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1214                 }
1215         } else {
1216                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1217                         ret = 0;
1218                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1219                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1220                         /* the same as first opener case, read comment there */
1221                         if (bdev->bd_invalidated) {
1222                                 if (!ret)
1223                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1224                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1225                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1226                         }
1227                         if (ret)
1228                                 goto out_unlock_bdev;
1229                 }
1230                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1231                 put_disk(disk);
1232                 module_put(owner);
1233         }
1234         bdev->bd_openers++;
1235         if (for_part)
1236                 bdev->bd_part_count++;
1237         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1238         disk_unblock_events(disk);
1239         return 0;
1240
1241  out_clear:
1242         disk_put_part(bdev->bd_part);
1243         bdev->bd_disk = NULL;
1244         bdev->bd_part = NULL;
1245         bdev->bd_queue = NULL;
1246         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1247         if (bdev != bdev->bd_contains)
1248                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1249         bdev->bd_contains = NULL;
1250  out_unlock_bdev:
1251         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1252         disk_unblock_events(disk);
1253         put_disk(disk);
1254         module_put(owner);
1255  out:
1256         bdput(bdev);
1257
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 /**
1262  * blkdev_get - open a block device
1263  * @bdev: block_device to open
1264  * @mode: FMODE_* mask
1265  * @holder: exclusive holder identifier
1266  *
1267  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1268  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1269  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1270  *
1271  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1272  * @bdev is put.
1273  *
1274  * CONTEXT:
1275  * Might sleep.
1276  *
1277  * RETURNS:
1278  * 0 on success, -errno on failure.
1279  */
1280 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1281 {
1282         struct block_device *whole = NULL;
1283         int res;
1284
1285         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1286
1287         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1288                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1289                 if (IS_ERR(whole)) {
1290                         bdput(bdev);
1291                         return PTR_ERR(whole);
1292                 }
1293         }
1294
1295         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1296
1297         if (whole) {
1298                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1299
1300                 /* finish claiming */
1301                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1302                 spin_lock(&bdev_lock);
1303
1304                 if (!res) {
1305                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1306                         /*
1307                          * Note that for a whole device bd_holders
1308                          * will be incremented twice, and bd_holder
1309                          * will be set to bd_may_claim before being
1310                          * set to holder
1311                          */
1312                         whole->bd_holders++;
1313                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1314                         bdev->bd_holders++;
1315                         bdev->bd_holder = holder;
1316                 }
1317
1318                 /* tell others that we're done */
1319                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1320                 whole->bd_claiming = NULL;
1321                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1322
1323                 spin_unlock(&bdev_lock);
1324
1325                 /*
1326                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1327                  * write holder makes the write_holder state stick until
1328                  * all are released.  This is good enough and tracking
1329                  * individual writeable reference is too fragile given the
1330                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1331                  */
1332                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1333                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1334                         bdev->bd_write_holder = true;
1335                         disk_block_events(disk);
1336                 }
1337
1338                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1339                 bdput(whole);
1340         }
1341
1342         return res;
1343 }
1344 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1345
1346 /**
1347  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1348  * @path: path to the block device to open
1349  * @mode: FMODE_* mask
1350  * @holder: exclusive holder identifier
1351  *
1352  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1353  * and @holder are identical to blkdev_get().
1354  *
1355  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1356  *
1357  * CONTEXT:
1358  * Might sleep.
1359  *
1360  * RETURNS:
1361  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1362  */
1363 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1364                                         void *holder)
1365 {
1366         struct block_device *bdev;
1367         int err;
1368
1369         bdev = lookup_bdev(path);
1370         if (IS_ERR(bdev))
1371                 return bdev;
1372
1373         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1374         if (err)
1375                 return ERR_PTR(err);
1376
1377         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1378                 blkdev_put(bdev, mode);
1379                 return ERR_PTR(-EACCES);
1380         }
1381
1382         return bdev;
1383 }
1384 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1385
1386 /**
1387  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1388  * @dev: device number of block device to open
1389  * @mode: FMODE_* mask
1390  * @holder: exclusive holder identifier
1391  *
1392  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1393  * @holder are identical to blkdev_get().
1394  *
1395  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1396  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1397  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1398  * ever need it - reconsider your API.
1399  *
1400  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1401  *
1402  * CONTEXT:
1403  * Might sleep.
1404  *
1405  * RETURNS:
1406  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1407  */
1408 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1409 {
1410         struct block_device *bdev;
1411         int err;
1412
1413         bdev = bdget(dev);
1414         if (!bdev)
1415                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1416
1417         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1418         if (err)
1419                 return ERR_PTR(err);
1420
1421         return bdev;
1422 }
1423 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1424
1425 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1426 {
1427         struct block_device *bdev;
1428
1429         /*
1430          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1431          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1432          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1433          * during an unstable branch.
1434          */
1435         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1436
1437         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1438                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1439         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1440                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1441         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1442                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1443
1444         bdev = bd_acquire(inode);
1445         if (bdev == NULL)
1446                 return -ENOMEM;
1447
1448         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1449
1450         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1451 }
1452
1453 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1454 {
1455         int ret = 0;
1456         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1457         struct block_device *victim = NULL;
1458
1459         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1460         if (for_part)
1461                 bdev->bd_part_count--;
1462
1463         if (!--bdev->bd_openers) {
1464                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1465                 sync_blockdev(bdev);
1466                 kill_bdev(bdev);
1467                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1468                  * so must switch it out first
1469                  */
1470                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1471                                         &default_backing_dev_info);
1472         }
1473         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1474                 if (disk->fops->release)
1475                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1476         }
1477         if (!bdev->bd_openers) {
1478                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1479
1480                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1481                 bdev->bd_part = NULL;
1482                 bdev->bd_disk = NULL;
1483                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1484                         victim = bdev->bd_contains;
1485                 bdev->bd_contains = NULL;
1486
1487                 put_disk(disk);
1488                 module_put(owner);
1489         }
1490         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1491         bdput(bdev);
1492         if (victim)
1493                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1494         return ret;
1495 }
1496
1497 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1498 {
1499         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1500
1501         if (mode & FMODE_EXCL) {
1502                 bool bdev_free;
1503
1504                 /*
1505                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1506                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1507                  * synchronize disk_holder unlinking.
1508                  */
1509                 spin_lock(&bdev_lock);
1510
1511                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1512                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1513
1514                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1515                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1516                         bdev->bd_holder = NULL;
1517                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1518                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1519
1520                 spin_unlock(&bdev_lock);
1521
1522                 /*
1523                  * If this was the last claim, remove holder link and
1524                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1525                  */
1526                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1527                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1528                         bdev->bd_write_holder = false;
1529                 }
1530         }
1531
1532         /*
1533          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1534          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1535          * from userland - e.g. eject(1).
1536          */
1537         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1538
1539         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1540
1541         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1542 }
1543 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1544
1545 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1546 {
1547         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1548
1549         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1550 }
1551
1552 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1553 {
1554         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1555         fmode_t mode = file->f_mode;
1556
1557         /*
1558          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1559          * to updated it before every ioctl.
1560          */
1561         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1562                 mode |= FMODE_NDELAY;
1563         else
1564                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1565
1566         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1571  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1572  *
1573  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1574  * use.
1575  */
1576 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1577                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1578 {
1579         struct file *file = iocb->ki_filp;
1580         ssize_t ret;
1581
1582         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1583
1584         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1585         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1586                 ssize_t err;
1587
1588                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1589                 if (err < 0 && ret > 0)
1590                         ret = err;
1591         }
1592         return ret;
1593 }
1594 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1595
1596 /*
1597  * Try to release a page associated with block device when the system
1598  * is under memory pressure.
1599  */
1600 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1601 {
1602         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1603
1604         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1605                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1606
1607         return try_to_free_buffers(page);
1608 }
1609
1610 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1611         .readpage       = blkdev_readpage,
1612         .writepage      = blkdev_writepage,
1613         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1614         .write_end      = blkdev_write_end,
1615         .writepages     = generic_writepages,
1616         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1617         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1618 };
1619
1620 const struct file_operations def_blk_fops = {
1621         .open           = blkdev_open,
1622         .release        = blkdev_close,
1623         .llseek         = block_llseek,
1624         .read           = do_sync_read,
1625         .write          = do_sync_write,
1626         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1627         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1628         .mmap           = generic_file_mmap,
1629         .fsync          = blkdev_fsync,
1630         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1631 #ifdef CONFIG_COMPAT
1632         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1633 #endif
1634         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1635         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1636 };
1637
1638 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1639 {
1640         int res;
1641         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1642         set_fs(KERNEL_DS);
1643         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1644         set_fs(old_fs);
1645         return res;
1646 }
1647
1648 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1649
1650 /**
1651  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1652  * @pathname:   special file representing the block device
1653  *
1654  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1655  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1656  * otherwise.
1657  */
1658 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1659 {
1660         struct block_device *bdev;
1661         struct inode *inode;
1662         struct path path;
1663         int error;
1664
1665         if (!pathname || !*pathname)
1666                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1667
1668         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1669         if (error)
1670                 return ERR_PTR(error);
1671
1672         inode = path.dentry->d_inode;
1673         error = -ENOTBLK;
1674         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1675                 goto fail;
1676         error = -EACCES;
1677         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1678                 goto fail;
1679         error = -ENOMEM;
1680         bdev = bd_acquire(inode);
1681         if (!bdev)
1682                 goto fail;
1683 out:
1684         path_put(&path);
1685         return bdev;
1686 fail:
1687         bdev = ERR_PTR(error);
1688         goto out;
1689 }
1690 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1691
1692 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1693 {
1694         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1695         int res = 0;
1696
1697         if (sb) {
1698                 /*
1699                  * no need to lock the super, get_super holds the
1700                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1701                  * under us (->put_super runs with the write lock
1702                  * hold).
1703                  */
1704                 shrink_dcache_sb(sb);
1705                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1706                 drop_super(sb);
1707         }
1708         invalidate_bdev(bdev);
1709         return res;
1710 }
1711 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);