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