fs/block_dev.c

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