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/magic.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/pagevec.h>
  23 #include <linux/writeback.h>
  24 #include <linux/mpage.h>
  25 #include <linux/mount.h>
  26 #include <linux/uio.h>
  27 #include <linux/namei.h>
  28 #include <linux/log2.h>
  29 #include <linux/cleancache.h>
  30 #include <asm/uaccess.h>
  31 #include "internal.h"
  32
  33 struct bdev_inode {
  34         struct block_device bdev;
  35         struct inode vfs_inode;
  36 };
  37
  38 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  39
  40 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  41 {
  42         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  43 }
  44
  45 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  46 {
  47         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  48 }
  49 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  50
  51 /*
  52  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
  53  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
  54  * the right list.
  55  */
  56 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  57                         struct backing_dev_info *dst)
  58 {
  59         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
  60
  61         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
  62                 return;
  63         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
  64         spin_lock(&inode->i_lock);
  65         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  66         if (inode->i_state & I_DIRTY)
  67                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  68         spin_unlock(&inode->i_lock);
  69         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
  70         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
  71 }
  72
  73 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  74 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  75 {
  76         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  77
  78         if (mapping->nrpages == 0)
  79                 return;
  80
  81         invalidate_bh_lrus();
  82         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  83 }
  84 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  85
  86 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  87 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  88 {
  89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  90
  91         if (mapping->nrpages == 0)
  92                 return;
  93
  94         invalidate_bh_lrus();
  95         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  96         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  97         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
  98          * But, for the strange corners, lets be cautious
  99          */
 100         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 101 }
 102 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 103
 104 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 105 {
 106         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 107         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 108                 return -EINVAL;
 109
 110         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 111         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 112                 return -EINVAL;
 113
 114         /* Don't change the size if it is same as current */
 115         if (bdev->bd_block_size != size) {
 116                 sync_blockdev(bdev);
 117                 bdev->bd_block_size = size;
 118                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 119                 kill_bdev(bdev);
 120         }
 121         return 0;
 122 }
 123
 124 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 125
 126 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 127 {
 128         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 129                 return 0;
 130         /* If we get here, we know size is power of two
 131          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 132         sb->s_blocksize = size;
 133         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 134         return sb->s_blocksize;
 135 }
 136
 137 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 138
 139 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 140 {
 141         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 142         if (size < minsize)
 143                 size = minsize;
 144         return sb_set_blocksize(sb, size);
 145 }
 146
 147 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 148
 149 static int
 150 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 151                 struct buffer_head *bh, int create)
 152 {
 153         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 154         bh->b_blocknr = iblock;
 155         set_buffer_mapped(bh);
 156         return 0;
 157 }
 158
 159 static ssize_t
 160 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 161                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 162 {
 163         struct file *file = iocb->ki_filp;
 164         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 165
 166         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 167                                     nr_segs, blkdev_get_block, NULL, NULL, 0);
 168 }
 169
 170 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 171 {
 172         if (!bdev)
 173                 return 0;
 174         if (!wait)
 175                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 176         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 177 }
 178
 179 /*
 180  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 181  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 182  */
 183 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 184 {
 185         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 186 }
 187 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 188
 189 /*
 190  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 191  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 192  * device.  Takes the superblock lock.
 193  */
 194 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 195 {
 196         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 197         if (sb) {
 198                 int res = sync_filesystem(sb);
 199                 drop_super(sb);
 200                 return res;
 201         }
 202         return sync_blockdev(bdev);
 203 }
 204 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 205
 206 /**
 207  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 208  * @bdev:       blockdevice to lock
 209  *
 210  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 211  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 212  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 213  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 214  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 215  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 216  * actually.
 217  */
 218 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 219 {
 220         struct super_block *sb;
 221         int error = 0;
 222
 223         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 224         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 225                 /*
 226                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 227                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 228                  * thaw_bdev drops it.
 229                  */
 230                 sb = get_super(bdev);
 231                 drop_super(sb);
 232                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 233                 return sb;
 234         }
 235
 236         sb = get_active_super(bdev);
 237         if (!sb)
 238                 goto out;
 239         error = freeze_super(sb);
 240         if (error) {
 241                 deactivate_super(sb);
 242                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 243                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 244                 return ERR_PTR(error);
 245         }
 246         deactivate_super(sb);
 247  out:
 248         sync_blockdev(bdev);
 249         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 250         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 251 }
 252 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 253
 254 /**
 255  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 256  * @bdev:       blockdevice to unlock
 257  * @sb:         associated superblock
 258  *
 259  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 260  */
 261 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 262 {
 263         int error = -EINVAL;
 264
 265         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 266         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 267                 goto out;
 268
 269         error = 0;
 270         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 271                 goto out;
 272
 273         if (!sb)
 274                 goto out;
 275
 276         error = thaw_super(sb);
 277         if (error) {
 278                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 279                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 280                 return error;
 281         }
 282 out:
 283         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 284         return 0;
 285 }
 286 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 287
 288 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 289 {
 290         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 291 }
 292
 293 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 294 {
 295         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 296 }
 297
 298 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 299                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 300                         struct page **pagep, void **fsdata)
 301 {
 302         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 303                                  blkdev_get_block);
 304 }
 305
 306 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 307                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 308                         struct page *page, void *fsdata)
 309 {
 310         int ret;
 311         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 312
 313         unlock_page(page);
 314         page_cache_release(page);
 315
 316         return ret;
 317 }
 318
 319 /*
 320  * private llseek:
 321  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 322  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 323  */
 324 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 325 {
 326         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 327         loff_t size;
 328         loff_t retval;
 329
 330         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 331         size = i_size_read(bd_inode);
 332
 333         retval = -EINVAL;
 334         switch (whence) {
 335                 case SEEK_END:
 336                         offset += size;
 337                         break;
 338                 case SEEK_CUR:
 339                         offset += file->f_pos;
 340                 case SEEK_SET:
 341                         break;
 342                 default:
 343                         goto out;
 344         }
 345         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 346                 if (offset != file->f_pos) {
 347                         file->f_pos = offset;
 348                 }
 349                 retval = offset;
 350         }
 351 out:
 352         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 353         return retval;
 354 }
 355
 356 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 357 {
 358         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 359         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 360         int error;
 361
 362         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 363         if (error)
 364                 return error;
 365
 366         /*
 367          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 368          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 369          * O_SYNC writers to a block device.
 370          */
 371         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 372         if (error == -EOPNOTSUPP)
 373                 error = 0;
 374
 375         return error;
 376 }
 377 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 378
 379 /*
 380  * pseudo-fs
 381  */
 382
 383 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 384 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 385
 386 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 387 {
 388         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 389         if (!ei)
 390                 return NULL;
 391         return &ei->vfs_inode;
 392 }
 393
 394 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 395 {
 396         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 397         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 398
 399         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 400 }
 401
 402 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 403 {
 404         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 405 }
 406
 407 static void init_once(void *foo)
 408 {
 409         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 410         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 411
 412         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 413         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 414         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 415         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 416 #ifdef CONFIG_SYSFS
 417         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 418 #endif
 419         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 420         /* Initialize mutex for freeze. */
 421         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 422 }
 423
 424 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 425 {
 426         list_del_init(&inode->i_devices);
 427         inode->i_bdev = NULL;
 428         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 429 }
 430
 431 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 432 {
 433         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 434         struct list_head *p;
 435         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 436         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 437         clear_inode(inode);
 438         spin_lock(&bdev_lock);
 439         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 440                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 441         }
 442         list_del_init(&bdev->bd_list);
 443         spin_unlock(&bdev_lock);
 444 }
 445
 446 static const struct super_operations bdev_sops = {
 447         .statfs = simple_statfs,
 448         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 449         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 450         .drop_inode = generic_delete_inode,
 451         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 452 };
 453
 454 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 455         int flags, const char *dev_name, void *data)
 456 {
 457         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 458 }
 459
 460 static struct file_system_type bd_type = {
 461         .name           = "bdev",
 462         .mount          = bd_mount,
 463         .kill_sb        = kill_anon_super,
 464 };
 465
 466 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 467
 468 void __init bdev_cache_init(void)
 469 {
 470         int err;
 471         static struct vfsmount *bd_mnt;
 472
 473         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 474                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 475                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 476                         init_once);
 477         err = register_filesystem(&bd_type);
 478         if (err)
 479                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 480         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 481         if (IS_ERR(bd_mnt))
 482                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 483         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 484 }
 485
 486 /*
 487  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 488  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 489  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 490  */
 491 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 492 {
 493         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 494 }
 495
 496 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 497 {
 498         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 499 }
 500
 501 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 502 {
 503         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 504         return 0;
 505 }
 506
 507 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 508
 509 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 510 {
 511         struct block_device *bdev;
 512         struct inode *inode;
 513
 514         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 515                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 516
 517         if (!inode)
 518                 return NULL;
 519
 520         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 521
 522         if (inode->i_state & I_NEW) {
 523                 bdev->bd_contains = NULL;
 524                 bdev->bd_super = NULL;
 525                 bdev->bd_inode = inode;
 526                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 527                 bdev->bd_part_count = 0;
 528                 bdev->bd_invalidated = 0;
 529                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 530                 inode->i_rdev = dev;
 531                 inode->i_bdev = bdev;
 532                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 533                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 534                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 535                 spin_lock(&bdev_lock);
 536                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 537                 spin_unlock(&bdev_lock);
 538                 unlock_new_inode(inode);
 539         }
 540         return bdev;
 541 }
 542
 543 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 544
 545 /**
 546  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 547  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 548  */
 549 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 550 {
 551         ihold(bdev->bd_inode);
 552         return bdev;
 553 }
 554
 555 long nr_blockdev_pages(void)
 556 {
 557         struct block_device *bdev;
 558         long ret = 0;
 559         spin_lock(&bdev_lock);
 560         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 561                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 562         }
 563         spin_unlock(&bdev_lock);
 564         return ret;
 565 }
 566
 567 void bdput(struct block_device *bdev)
 568 {
 569         iput(bdev->bd_inode);
 570 }
 571
 572 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 573
 574 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 575 {
 576         struct block_device *bdev;
 577
 578         spin_lock(&bdev_lock);
 579         bdev = inode->i_bdev;
 580         if (bdev) {
 581                 ihold(bdev->bd_inode);
 582                 spin_unlock(&bdev_lock);
 583                 return bdev;
 584         }
 585         spin_unlock(&bdev_lock);
 586
 587         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 588         if (bdev) {
 589                 spin_lock(&bdev_lock);
 590                 if (!inode->i_bdev) {
 591                         /*
 592                          * We take an additional reference to bd_inode,
 593                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 594                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 595                          * without igrab().
 596                          */
 597                         ihold(bdev->bd_inode);
 598                         inode->i_bdev = bdev;
 599                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 600                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 601                 }
 602                 spin_unlock(&bdev_lock);
 603         }
 604         return bdev;
 605 }
 606
 607 static inline int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
 608 {
 609         return sb == blockdev_superblock;
 610 }
 611
 612 /* Call when you free inode */
 613
 614 void bd_forget(struct inode *inode)
 615 {
 616         struct block_device *bdev = NULL;
 617
 618         spin_lock(&bdev_lock);
 619         if (inode->i_bdev) {
 620                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 621                         bdev = inode->i_bdev;
 622                 __bd_forget(inode);
 623         }
 624         spin_unlock(&bdev_lock);
 625
 626         if (bdev)
 627                 iput(bdev->bd_inode);
 628 }
 629
 630 /**
 631  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 632  * @bdev: block device of interest
 633  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 634  * @holder: holder trying to claim @bdev
 635  *
 636  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 637  *
 638  * CONTEXT:
 639  * spin_lock(&bdev_lock).
 640  *
 641  * RETURNS:
 642  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 643  */
 644 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 645                          void *holder)
 646 {
 647         if (bdev->bd_holder == holder)
 648                 return true;     /* already a holder */
 649         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 650                 return false;    /* held by someone else */
 651         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 652                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 653
 654         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 655                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 656         else if (whole->bd_holder != NULL)
 657                 return false;    /* is a partition of a held device */
 658         else
 659                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 660 }
 661
 662 /**
 663  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 664  * @bdev: block device of interest
 665  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 666  * @holder: holder trying to claim @bdev
 667  *
 668  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 669  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 670  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 671  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 672  *
 673  * CONTEXT:
 674  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 675  * it multiple times.
 676  *
 677  * RETURNS:
 678  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 679  */
 680 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 681                                struct block_device *whole, void *holder)
 682 {
 683 retry:
 684         /* if someone else claimed, fail */
 685         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 686                 return -EBUSY;
 687
 688         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 689         if (whole->bd_claiming) {
 690                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 691                 DEFINE_WAIT(wait);
 692
 693                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 694                 spin_unlock(&bdev_lock);
 695                 schedule();
 696                 finish_wait(wq, &wait);
 697                 spin_lock(&bdev_lock);
 698                 goto retry;
 699         }
 700
 701         /* yay, all mine */
 702         return 0;
 703 }
 704
 705 /**
 706  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 707  * @bdev: block device of interest
 708  * @holder: holder trying to claim @bdev
 709  *
 710  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 711  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 712  * successful call to this function must be matched with a call to
 713  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 714  * fail).
 715  *
 716  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 717  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 718  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 719  * access but may subsequently fail.
 720  *
 721  * CONTEXT:
 722  * Might sleep.
 723  *
 724  * RETURNS:
 725  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 726  * value on failure.
 727  */
 728 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 729                                               void *holder)
 730 {
 731         struct gendisk *disk;
 732         struct block_device *whole;
 733         int partno, err;
 734
 735         might_sleep();
 736
 737         /*
 738          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 739          * and grab the outer block device the hard way.
 740          */
 741         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 742         if (!disk)
 743                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 744
 745         /*
 746          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 747          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 748          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 749          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 750          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 751          * way.
 752          */
 753         if (partno)
 754                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 755         else
 756                 whole = bdgrab(bdev);
 757
 758         module_put(disk->fops->owner);
 759         put_disk(disk);
 760         if (!whole)
 761                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 762
 763         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 764         spin_lock(&bdev_lock);
 765
 766         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 767         if (err == 0) {
 768                 whole->bd_claiming = holder;
 769                 spin_unlock(&bdev_lock);
 770                 return whole;
 771         } else {
 772                 spin_unlock(&bdev_lock);
 773                 bdput(whole);
 774                 return ERR_PTR(err);
 775         }
 776 }
 777
 778 #ifdef CONFIG_SYSFS
 779 struct bd_holder_disk {
 780         struct list_head        list;
 781         struct gendisk          *disk;
 782         int                     refcnt;
 783 };
 784
 785 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 786                                                   struct gendisk *disk)
 787 {
 788         struct bd_holder_disk *holder;
 789
 790         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 791                 if (holder->disk == disk)
 792                         return holder;
 793         return NULL;
 794 }
 795
 796 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 797 {
 798         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 799 }
 800
 801 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 802 {
 803         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 804 }
 805
 806 /**
 807  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 808  * @bdev: the claimed slave bdev
 809  * @disk: the holding disk
 810  *
 811  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 812  *
 813  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 814  *
 815  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 816  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 817  *
 818  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 819  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 820  *
 821  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 822  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 823  *
 824  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 825  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 826  * lifetime of these symlinks.
 827  *
 828  * CONTEXT:
 829  * Might sleep.
 830  *
 831  * RETURNS:
 832  * 0 on success, -errno on failure.
 833  */
 834 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 835 {
 836         struct bd_holder_disk *holder;
 837         int ret = 0;
 838
 839         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 840
 841         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 842
 843         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 844         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 845                 goto out_unlock;
 846
 847         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 848         if (holder) {
 849                 holder->refcnt++;
 850                 goto out_unlock;
 851         }
 852
 853         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 854         if (!holder) {
 855                 ret = -ENOMEM;
 856                 goto out_unlock;
 857         }
 858
 859         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 860         holder->disk = disk;
 861         holder->refcnt = 1;
 862
 863         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 864         if (ret)
 865                 goto out_free;
 866
 867         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 868         if (ret)
 869                 goto out_del;
 870         /*
 871          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 872          * the holder directory.  Hold on to it.
 873          */
 874         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 875
 876         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 877         goto out_unlock;
 878
 879 out_del:
 880         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 881 out_free:
 882         kfree(holder);
 883 out_unlock:
 884         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 885         return ret;
 886 }
 887 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 888
 889 /**
 890  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 891  * @bdev: the calimed slave bdev
 892  * @disk: the holding disk
 893  *
 894  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 895  *
 896  * CONTEXT:
 897  * Might sleep.
 898  */
 899 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 900 {
 901         struct bd_holder_disk *holder;
 902
 903         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 904
 905         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 906
 907         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 908                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 909                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 910                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 911                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 912                 list_del_init(&holder->list);
 913                 kfree(holder);
 914         }
 915
 916         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 917 }
 918 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 919 #endif
 920
 921 /**
 922  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 923  *
 924  * @bdev:      struct block device to be flushed
 925  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 926  *
 927  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 928  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 929  * resize.
 930  */
 931 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 932 {
 933         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 934                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 935
 936                 if (bdev->bd_disk)
 937                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 938                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 939                        "resized disk %s\n", name);
 940         }
 941
 942         if (!bdev->bd_disk)
 943                 return;
 944         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
 945                 bdev->bd_invalidated = 1;
 946 }
 947
 948 /**
 949  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 950  * @disk: struct gendisk to check
 951  * @bdev: struct bdev to adjust.
 952  *
 953  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 954  * and adjusts it if it differs.
 955  */
 956 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 957 {
 958         loff_t disk_size, bdev_size;
 959
 960         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 961         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 962         if (disk_size != bdev_size) {
 963                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 964
 965                 disk_name(disk, 0, name);
 966                 printk(KERN_INFO
 967                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 968                        name, bdev_size, disk_size);
 969                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 970                 flush_disk(bdev, false);
 971         }
 972 }
 973 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
 974
 975 /**
 976  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
 977  * @disk: struct gendisk to be revalidated
 978  *
 979  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
 980  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
 981  * for all revalidate_disk operations.
 982  */
 983 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
 984 {
 985         struct block_device *bdev;
 986         int ret = 0;
 987
 988         if (disk->fops->revalidate_disk)
 989                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
 990
 991         bdev = bdget_disk(disk, 0);
 992         if (!bdev)
 993                 return ret;
 994
 995         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 996         check_disk_size_change(disk, bdev);
 997         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 998         bdput(bdev);
 999         return ret;
1000 }
1001 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1002
1003 /*
1004  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1005  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1006  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1007  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1008  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1009  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1010  * to lose :-)
1011  */
1012 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1013 {
1014         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1015         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1016         unsigned int events;
1017
1018         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1019                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1020         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1021                 return 0;
1022
1023         flush_disk(bdev, true);
1024         if (bdops->revalidate_disk)
1025                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1026         return 1;
1027 }
1028
1029 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1030
1031 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1032 {
1033         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1034
1035         bdev->bd_inode->i_size = size;
1036         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1037                 if (size & bsize)
1038                         break;
1039                 bsize <<= 1;
1040         }
1041         bdev->bd_block_size = bsize;
1042         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1043 }
1044 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1045
1046 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1047
1048 /*
1049  * bd_mutex locking:
1050  *
1051  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1052  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1053  */
1054
1055 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1056 {
1057         struct gendisk *disk;
1058         struct module *owner;
1059         int ret;
1060         int partno;
1061         int perm = 0;
1062
1063         if (mode & FMODE_READ)
1064                 perm |= MAY_READ;
1065         if (mode & FMODE_WRITE)
1066                 perm |= MAY_WRITE;
1067         /*
1068          * hooks: /n/, see "layering violations".
1069          */
1070         if (!for_part) {
1071                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1072                 if (ret != 0) {
1073                         bdput(bdev);
1074                         return ret;
1075                 }
1076         }
1077
1078  restart:
1079
1080         ret = -ENXIO;
1081         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1082         if (!disk)
1083                 goto out;
1084         owner = disk->fops->owner;
1085
1086         disk_block_events(disk);
1087         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1088         if (!bdev->bd_openers) {
1089                 bdev->bd_disk = disk;
1090                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1091                 bdev->bd_contains = bdev;
1092                 if (!partno) {
1093                         struct backing_dev_info *bdi;
1094
1095                         ret = -ENXIO;
1096                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1097                         if (!bdev->bd_part)
1098                                 goto out_clear;
1099
1100                         ret = 0;
1101                         if (disk->fops->open) {
1102                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1103                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1104                                         /* Lost a race with 'disk' being
1105                                          * deleted, try again.
1106                                          * See md.c
1107                                          */
1108                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1109                                         bdev->bd_part = NULL;
1110                                         bdev->bd_disk = NULL;
1111                                         bdev->bd_queue = NULL;
1112                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1113                                         disk_unblock_events(disk);
1114                                         put_disk(disk);
1115                                         module_put(owner);
1116                                         goto restart;
1117                                 }
1118                         }
1119
1120                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1121                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1122                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1123                                 if (bdi == NULL)
1124                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1125                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1126                         }
1127
1128                         /*
1129                          * If the device is invalidated, rescan partition
1130                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1131                          * The latter is necessary to prevent ghost
1132                          * partitions on a removed medium.
1133                          */
1134                         if (bdev->bd_invalidated) {
1135                                 if (!ret)
1136                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1137                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1138                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1139                         }
1140                         if (ret)
1141                                 goto out_clear;
1142                 } else {
1143                         struct block_device *whole;
1144                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1145                         ret = -ENOMEM;
1146                         if (!whole)
1147                                 goto out_clear;
1148                         BUG_ON(for_part);
1149                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1150                         if (ret)
1151                                 goto out_clear;
1152                         bdev->bd_contains = whole;
1153                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1154                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1155                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1156                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1157                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1158                                 ret = -ENXIO;
1159                                 goto out_clear;
1160                         }
1161                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1162                 }
1163         } else {
1164                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1165                         ret = 0;
1166                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1167                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1168                         /* the same as first opener case, read comment there */
1169                         if (bdev->bd_invalidated) {
1170                                 if (!ret)
1171                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1172                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1173                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1174                         }
1175                         if (ret)
1176                                 goto out_unlock_bdev;
1177                 }
1178                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1179                 put_disk(disk);
1180                 module_put(owner);
1181         }
1182         bdev->bd_openers++;
1183         if (for_part)
1184                 bdev->bd_part_count++;
1185         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1186         disk_unblock_events(disk);
1187         return 0;
1188
1189  out_clear:
1190         disk_put_part(bdev->bd_part);
1191         bdev->bd_disk = NULL;
1192         bdev->bd_part = NULL;
1193         bdev->bd_queue = NULL;
1194         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1195         if (bdev != bdev->bd_contains)
1196                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1197         bdev->bd_contains = NULL;
1198  out_unlock_bdev:
1199         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1200         disk_unblock_events(disk);
1201         put_disk(disk);
1202         module_put(owner);
1203  out:
1204         bdput(bdev);
1205
1206         return ret;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * blkdev_get - open a block device
1211  * @bdev: block_device to open
1212  * @mode: FMODE_* mask
1213  * @holder: exclusive holder identifier
1214  *
1215  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1216  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1217  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1218  *
1219  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1220  * @bdev is put.
1221  *
1222  * CONTEXT:
1223  * Might sleep.
1224  *
1225  * RETURNS:
1226  * 0 on success, -errno on failure.
1227  */
1228 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1229 {
1230         struct block_device *whole = NULL;
1231         int res;
1232
1233         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1234
1235         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1236                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1237                 if (IS_ERR(whole)) {
1238                         bdput(bdev);
1239                         return PTR_ERR(whole);
1240                 }
1241         }
1242
1243         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1244
1245         if (whole) {
1246                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1247
1248                 /* finish claiming */
1249                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1250                 spin_lock(&bdev_lock);
1251
1252                 if (!res) {
1253                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1254                         /*
1255                          * Note that for a whole device bd_holders
1256                          * will be incremented twice, and bd_holder
1257                          * will be set to bd_may_claim before being
1258                          * set to holder
1259                          */
1260                         whole->bd_holders++;
1261                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1262                         bdev->bd_holders++;
1263                         bdev->bd_holder = holder;
1264                 }
1265
1266                 /* tell others that we're done */
1267                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1268                 whole->bd_claiming = NULL;
1269                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1270
1271                 spin_unlock(&bdev_lock);
1272
1273                 /*
1274                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1275                  * write holder makes the write_holder state stick until
1276                  * all are released.  This is good enough and tracking
1277                  * individual writeable reference is too fragile given the
1278                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1279                  */
1280                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1281                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1282                         bdev->bd_write_holder = true;
1283                         disk_block_events(disk);
1284                 }
1285
1286                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1287                 bdput(whole);
1288         }
1289
1290         return res;
1291 }
1292 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1293
1294 /**
1295  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1296  * @path: path to the block device to open
1297  * @mode: FMODE_* mask
1298  * @holder: exclusive holder identifier
1299  *
1300  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1301  * and @holder are identical to blkdev_get().
1302  *
1303  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1304  *
1305  * CONTEXT:
1306  * Might sleep.
1307  *
1308  * RETURNS:
1309  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1310  */
1311 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1312                                         void *holder)
1313 {
1314         struct block_device *bdev;
1315         int err;
1316
1317         bdev = lookup_bdev(path);
1318         if (IS_ERR(bdev))
1319                 return bdev;
1320
1321         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1322         if (err)
1323                 return ERR_PTR(err);
1324
1325         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1326                 blkdev_put(bdev, mode);
1327                 return ERR_PTR(-EACCES);
1328         }
1329
1330         return bdev;
1331 }
1332 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1333
1334 /**
1335  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1336  * @dev: device number of block device to open
1337  * @mode: FMODE_* mask
1338  * @holder: exclusive holder identifier
1339  *
1340  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1341  * @holder are identical to blkdev_get().
1342  *
1343  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1344  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1345  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1346  * ever need it - reconsider your API.
1347  *
1348  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1349  *
1350  * CONTEXT:
1351  * Might sleep.
1352  *
1353  * RETURNS:
1354  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1355  */
1356 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1357 {
1358         struct block_device *bdev;
1359         int err;
1360
1361         bdev = bdget(dev);
1362         if (!bdev)
1363                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1364
1365         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1366         if (err)
1367                 return ERR_PTR(err);
1368
1369         return bdev;
1370 }
1371 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1372
1373 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1374 {
1375         struct block_device *bdev;
1376
1377         /*
1378          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1379          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1380          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1381          * during an unstable branch.
1382          */
1383         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1384
1385         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1386                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1387         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1388                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1389         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1390                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1391
1392         bdev = bd_acquire(inode);
1393         if (bdev == NULL)
1394                 return -ENOMEM;
1395
1396         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1397
1398         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1399 }
1400
1401 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1402 {
1403         int ret = 0;
1404         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1405         struct block_device *victim = NULL;
1406
1407         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1408         if (for_part)
1409                 bdev->bd_part_count--;
1410
1411         if (!--bdev->bd_openers) {
1412                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1413                 sync_blockdev(bdev);
1414                 kill_bdev(bdev);
1415                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1416                  * so must switch it out first
1417                  */
1418                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1419                                         &default_backing_dev_info);
1420         }
1421         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1422                 if (disk->fops->release)
1423                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1424         }
1425         if (!bdev->bd_openers) {
1426                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1427
1428                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1429                 bdev->bd_part = NULL;
1430                 bdev->bd_disk = NULL;
1431                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1432                         victim = bdev->bd_contains;
1433                 bdev->bd_contains = NULL;
1434
1435                 put_disk(disk);
1436                 module_put(owner);
1437         }
1438         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1439         bdput(bdev);
1440         if (victim)
1441                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1442         return ret;
1443 }
1444
1445 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1446 {
1447         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1448
1449         if (mode & FMODE_EXCL) {
1450                 bool bdev_free;
1451
1452                 /*
1453                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1454                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1455                  * synchronize disk_holder unlinking.
1456                  */
1457                 spin_lock(&bdev_lock);
1458
1459                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1460                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1461
1462                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1463                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1464                         bdev->bd_holder = NULL;
1465                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1466                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1467
1468                 spin_unlock(&bdev_lock);
1469
1470                 /*
1471                  * If this was the last claim, remove holder link and
1472                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1473                  */
1474                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1475                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1476                         bdev->bd_write_holder = false;
1477                 }
1478         }
1479
1480         /*
1481          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1482          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1483          * from userland - e.g. eject(1).
1484          */
1485         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1486
1487         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1488
1489         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1490 }
1491 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1492
1493 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1494 {
1495         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1496
1497         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1498 }
1499
1500 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1501 {
1502         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1503         fmode_t mode = file->f_mode;
1504
1505         /*
1506          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1507          * to updated it before every ioctl.
1508          */
1509         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1510                 mode |= FMODE_NDELAY;
1511         else
1512                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1513
1514         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1515 }
1516
1517 /*
1518  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1519  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1520  *
1521  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1522  * use.
1523  */
1524 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1525                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1526 {
1527         struct file *file = iocb->ki_filp;
1528         struct blk_plug plug;
1529         ssize_t ret;
1530
1531         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1532
1533         blk_start_plug(&plug);
1534         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1535         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1536                 ssize_t err;
1537
1538                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1539                 if (err < 0 && ret > 0)
1540                         ret = err;
1541         }
1542         blk_finish_plug(&plug);
1543         return ret;
1544 }
1545 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1546
1547 static ssize_t blkdev_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1548                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1549 {
1550         struct file *file = iocb->ki_filp;
1551         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1552         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1553
1554         if (pos >= size)
1555                 return 0;
1556
1557         size -= pos;
1558         if (size < INT_MAX)
1559                 nr_segs = iov_shorten((struct iovec *)iov, nr_segs, size);
1560         return generic_file_aio_read(iocb, iov, nr_segs, pos);
1561 }
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       = blkdev_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);
1679
1680 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1681 {
1682         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1683
1684         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1685         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1686                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1687
1688                 spin_lock(&inode->i_lock);
1689                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1690                     mapping->nrpages == 0) {
1691                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1692                         continue;
1693                 }
1694                 __iget(inode);
1695                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1696                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1697                 /*
1698                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1699                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1700                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1701                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1702                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1703                  * later.
1704                  */
1705                 iput(old_inode);
1706                 old_inode = inode;
1707
1708                 func(I_BDEV(inode), arg);
1709
1710                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1711         }
1712         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1713         iput(old_inode);
1714 }