]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/block_dev.c
fs/block_dev.c: no need to check inode->i_bdev in bd_forget()
[karo-tx-linux.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/blkpg.h>
19 #include <linux/magic.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagevec.h>
23 #include <linux/writeback.h>
24 #include <linux/mpage.h>
25 #include <linux/mount.h>
26 #include <linux/uio.h>
27 #include <linux/namei.h>
28 #include <linux/log2.h>
29 #include <linux/cleancache.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include "internal.h"
32
33 struct bdev_inode {
34         struct block_device bdev;
35         struct inode vfs_inode;
36 };
37
38 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
39
40 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
41 {
42         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
43 }
44
45 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
46 {
47         return &BDEV_I(inode)->bdev;
48 }
49 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
50
51 /*
52  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
53  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
54  * the right list.
55  */
56 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
57                         struct backing_dev_info *dst)
58 {
59         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
60
61         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
62                 return;
63         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
64         spin_lock(&inode->i_lock);
65         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
66         if (inode->i_state & I_DIRTY)
67                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
68         spin_unlock(&inode->i_lock);
69         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
70         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
71 }
72
73 sector_t blkdev_max_block(struct block_device *bdev)
74 {
75         sector_t retval = ~((sector_t)0);
76         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
77
78         if (sz) {
79                 unsigned int size = block_size(bdev);
80                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
81                 retval = (sz >> sizebits);
82         }
83         return retval;
84 }
85
86 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
87 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
88 {
89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
90
91         if (mapping->nrpages == 0)
92                 return;
93
94         invalidate_bh_lrus();
95         truncate_inode_pages(mapping, 0);
96 }       
97 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
98
99 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
100 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
101 {
102         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
103
104         if (mapping->nrpages == 0)
105                 return;
106
107         invalidate_bh_lrus();
108         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
109         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
110         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
111          * But, for the strange corners, lets be cautious
112          */
113         cleancache_invalidate_inode(mapping);
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
116
117 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
118 {
119         struct address_space *mapping;
120
121         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
122         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
123                 return -EINVAL;
124
125         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
126         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
127                 return -EINVAL;
128
129         /* Prevent starting I/O or mapping the device */
130         percpu_down_write(&bdev->bd_block_size_semaphore);
131
132         /* Check that the block device is not memory mapped */
133         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
134         mutex_lock(&mapping->i_mmap_mutex);
135         if (mapping_mapped(mapping)) {
136                 mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
137                 percpu_up_write(&bdev->bd_block_size_semaphore);
138                 return -EBUSY;
139         }
140         mutex_unlock(&mapping->i_mmap_mutex);
141
142         /* Don't change the size if it is same as current */
143         if (bdev->bd_block_size != size) {
144                 sync_blockdev(bdev);
145                 bdev->bd_block_size = size;
146                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
147                 kill_bdev(bdev);
148         }
149
150         percpu_up_write(&bdev->bd_block_size_semaphore);
151
152         return 0;
153 }
154
155 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
156
157 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
158 {
159         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
160                 return 0;
161         /* If we get here, we know size is power of two
162          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
163         sb->s_blocksize = size;
164         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
165         return sb->s_blocksize;
166 }
167
168 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
169
170 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
171 {
172         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
173         if (size < minsize)
174                 size = minsize;
175         return sb_set_blocksize(sb, size);
176 }
177
178 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
179
180 static int
181 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
182                 struct buffer_head *bh, int create)
183 {
184         if (iblock >= blkdev_max_block(I_BDEV(inode))) {
185                 if (create)
186                         return -EIO;
187
188                 /*
189                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
190                  * return a hole, they will have to call get_block again
191                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
192                  * time
193                  */
194                 return 0;
195         }
196         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
197         bh->b_blocknr = iblock;
198         set_buffer_mapped(bh);
199         return 0;
200 }
201
202 static int
203 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
204                 struct buffer_head *bh, int create)
205 {
206         sector_t end_block = blkdev_max_block(I_BDEV(inode));
207         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
208
209         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
210                 max_blocks = end_block - iblock;
211                 if ((long)max_blocks <= 0) {
212                         if (create)
213                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
214                         /*
215                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
216                          * a !buffer_mapped buffer
217                          */
218                         max_blocks = 0;
219                 }
220         }
221
222         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
223         bh->b_blocknr = iblock;
224         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
225         if (max_blocks)
226                 set_buffer_mapped(bh);
227         return 0;
228 }
229
230 static ssize_t
231 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
232                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
233 {
234         struct file *file = iocb->ki_filp;
235         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
236
237         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
238                                     nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL, NULL, 0);
239 }
240
241 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
242 {
243         if (!bdev)
244                 return 0;
245         if (!wait)
246                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
247         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
248 }
249
250 /*
251  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
252  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
253  */
254 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
255 {
256         return __sync_blockdev(bdev, 1);
257 }
258 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
259
260 /*
261  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
262  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
263  * device.  Takes the superblock lock.
264  */
265 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
266 {
267         struct super_block *sb = get_super(bdev);
268         if (sb) {
269                 int res = sync_filesystem(sb);
270                 drop_super(sb);
271                 return res;
272         }
273         return sync_blockdev(bdev);
274 }
275 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
276
277 /**
278  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
279  * @bdev:       blockdevice to lock
280  *
281  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
282  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
283  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
284  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
285  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
286  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
287  * actually.
288  */
289 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
290 {
291         struct super_block *sb;
292         int error = 0;
293
294         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
295         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
296                 /*
297                  * We don't even need to grab a reference - the first call
298                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
299                  * thaw_bdev drops it.
300                  */
301                 sb = get_super(bdev);
302                 drop_super(sb);
303                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
304                 return sb;
305         }
306
307         sb = get_active_super(bdev);
308         if (!sb)
309                 goto out;
310         error = freeze_super(sb);
311         if (error) {
312                 deactivate_super(sb);
313                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
314                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
315                 return ERR_PTR(error);
316         }
317         deactivate_super(sb);
318  out:
319         sync_blockdev(bdev);
320         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
321         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
322 }
323 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
324
325 /**
326  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
327  * @bdev:       blockdevice to unlock
328  * @sb:         associated superblock
329  *
330  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
331  */
332 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
333 {
334         int error = -EINVAL;
335
336         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
337         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
338                 goto out;
339
340         error = 0;
341         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
342                 goto out;
343
344         if (!sb)
345                 goto out;
346
347         error = thaw_super(sb);
348         if (error) {
349                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
350                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
351                 return error;
352         }
353 out:
354         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
355         return 0;
356 }
357 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
358
359 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
360 {
361         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
362 }
363
364 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
365 {
366         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
367 }
368
369 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
370                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
371                         struct page **pagep, void **fsdata)
372 {
373         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
374                                  blkdev_get_block);
375 }
376
377 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
378                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
379                         struct page *page, void *fsdata)
380 {
381         int ret;
382         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
383
384         unlock_page(page);
385         page_cache_release(page);
386
387         return ret;
388 }
389
390 /*
391  * private llseek:
392  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
393  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
394  */
395 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
396 {
397         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
398         loff_t size;
399         loff_t retval;
400
401         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
402         size = i_size_read(bd_inode);
403
404         retval = -EINVAL;
405         switch (origin) {
406                 case SEEK_END:
407                         offset += size;
408                         break;
409                 case SEEK_CUR:
410                         offset += file->f_pos;
411                 case SEEK_SET:
412                         break;
413                 default:
414                         goto out;
415         }
416         if (offset >= 0 && offset <= size) {
417                 if (offset != file->f_pos) {
418                         file->f_pos = offset;
419                 }
420                 retval = offset;
421         }
422 out:
423         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
424         return retval;
425 }
426         
427 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
428 {
429         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
430         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
431         int error;
432         
433         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
434         if (error)
435                 return error;
436
437         /*
438          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
439          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
440          * O_SYNC writers to a block device.
441          */
442         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
443         if (error == -EOPNOTSUPP)
444                 error = 0;
445
446         return error;
447 }
448 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
449
450 /*
451  * pseudo-fs
452  */
453
454 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
455 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
456
457 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
458 {
459         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
460         if (!ei)
461                 return NULL;
462
463         if (unlikely(percpu_init_rwsem(&ei->bdev.bd_block_size_semaphore))) {
464                 kmem_cache_free(bdev_cachep, ei);
465                 return NULL;
466         }
467
468         return &ei->vfs_inode;
469 }
470
471 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
472 {
473         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
474         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
475
476         percpu_free_rwsem(&bdi->bdev.bd_block_size_semaphore);
477
478         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
479 }
480
481 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
482 {
483         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
484 }
485
486 static void init_once(void *foo)
487 {
488         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
489         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
490
491         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
492         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
493         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
494         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
495 #ifdef CONFIG_SYSFS
496         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
497 #endif
498         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
499         /* Initialize mutex for freeze. */
500         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
501 }
502
503 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
504 {
505         list_del_init(&inode->i_devices);
506         inode->i_bdev = NULL;
507         inode->i_mapping = &inode->i_data;
508 }
509
510 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
511 {
512         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
513         struct list_head *p;
514         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
515         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
516         clear_inode(inode);
517         spin_lock(&bdev_lock);
518         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
519                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
520         }
521         list_del_init(&bdev->bd_list);
522         spin_unlock(&bdev_lock);
523 }
524
525 static const struct super_operations bdev_sops = {
526         .statfs = simple_statfs,
527         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
528         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
529         .drop_inode = generic_delete_inode,
530         .evict_inode = bdev_evict_inode,
531 };
532
533 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
534         int flags, const char *dev_name, void *data)
535 {
536         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
537 }
538
539 static struct file_system_type bd_type = {
540         .name           = "bdev",
541         .mount          = bd_mount,
542         .kill_sb        = kill_anon_super,
543 };
544
545 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
546
547 void __init bdev_cache_init(void)
548 {
549         int err;
550         static struct vfsmount *bd_mnt;
551
552         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
553                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
554                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
555                         init_once);
556         err = register_filesystem(&bd_type);
557         if (err)
558                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
559         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
560         if (IS_ERR(bd_mnt))
561                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
562         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
563 }
564
565 /*
566  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
567  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
568  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
569  */
570 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
571 {
572         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
573 }
574
575 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
576 {
577         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
578 }
579
580 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
581 {
582         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
583         return 0;
584 }
585
586 static LIST_HEAD(all_bdevs);
587
588 struct block_device *bdget(dev_t dev)
589 {
590         struct block_device *bdev;
591         struct inode *inode;
592
593         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
594                         bdev_test, bdev_set, &dev);
595
596         if (!inode)
597                 return NULL;
598
599         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
600
601         if (inode->i_state & I_NEW) {
602                 bdev->bd_contains = NULL;
603                 bdev->bd_super = NULL;
604                 bdev->bd_inode = inode;
605                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
606                 bdev->bd_part_count = 0;
607                 bdev->bd_invalidated = 0;
608                 inode->i_mode = S_IFBLK;
609                 inode->i_rdev = dev;
610                 inode->i_bdev = bdev;
611                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
612                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
613                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
614                 spin_lock(&bdev_lock);
615                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
616                 spin_unlock(&bdev_lock);
617                 unlock_new_inode(inode);
618         }
619         return bdev;
620 }
621
622 EXPORT_SYMBOL(bdget);
623
624 /**
625  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
626  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
627  */
628 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
629 {
630         ihold(bdev->bd_inode);
631         return bdev;
632 }
633
634 long nr_blockdev_pages(void)
635 {
636         struct block_device *bdev;
637         long ret = 0;
638         spin_lock(&bdev_lock);
639         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
640                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
641         }
642         spin_unlock(&bdev_lock);
643         return ret;
644 }
645
646 void bdput(struct block_device *bdev)
647 {
648         iput(bdev->bd_inode);
649 }
650
651 EXPORT_SYMBOL(bdput);
652  
653 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
654 {
655         struct block_device *bdev;
656
657         spin_lock(&bdev_lock);
658         bdev = inode->i_bdev;
659         if (bdev) {
660                 ihold(bdev->bd_inode);
661                 spin_unlock(&bdev_lock);
662                 return bdev;
663         }
664         spin_unlock(&bdev_lock);
665
666         bdev = bdget(inode->i_rdev);
667         if (bdev) {
668                 spin_lock(&bdev_lock);
669                 if (!inode->i_bdev) {
670                         /*
671                          * We take an additional reference to bd_inode,
672                          * and it's released in clear_inode() of inode.
673                          * So, we can access it via ->i_mapping always
674                          * without igrab().
675                          */
676                         ihold(bdev->bd_inode);
677                         inode->i_bdev = bdev;
678                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
679                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
680                 }
681                 spin_unlock(&bdev_lock);
682         }
683         return bdev;
684 }
685
686 static inline int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
687 {
688         return sb == blockdev_superblock;
689 }
690
691 /* Call when you free inode */
692
693 void bd_forget(struct inode *inode)
694 {
695         struct block_device *bdev = NULL;
696
697         spin_lock(&bdev_lock);
698         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
699                 bdev = inode->i_bdev;
700         __bd_forget(inode);
701         spin_unlock(&bdev_lock);
702
703         if (bdev)
704                 iput(bdev->bd_inode);
705 }
706
707 /**
708  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
709  * @bdev: block device of interest
710  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
711  * @holder: holder trying to claim @bdev
712  *
713  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
714  *
715  * CONTEXT:
716  * spin_lock(&bdev_lock).
717  *
718  * RETURNS:
719  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
720  */
721 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
722                          void *holder)
723 {
724         if (bdev->bd_holder == holder)
725                 return true;     /* already a holder */
726         else if (bdev->bd_holder != NULL)
727                 return false;    /* held by someone else */
728         else if (bdev->bd_contains == bdev)
729                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
730
731         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
732                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
733         else if (whole->bd_holder != NULL)
734                 return false;    /* is a partition of a held device */
735         else
736                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
737 }
738
739 /**
740  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
741  * @bdev: block device of interest
742  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
743  * @holder: holder trying to claim @bdev
744  *
745  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
746  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
747  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
748  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
749  *
750  * CONTEXT:
751  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
752  * it multiple times.
753  *
754  * RETURNS:
755  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
756  */
757 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
758                                struct block_device *whole, void *holder)
759 {
760 retry:
761         /* if someone else claimed, fail */
762         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
763                 return -EBUSY;
764
765         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
766         if (whole->bd_claiming) {
767                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
768                 DEFINE_WAIT(wait);
769
770                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
771                 spin_unlock(&bdev_lock);
772                 schedule();
773                 finish_wait(wq, &wait);
774                 spin_lock(&bdev_lock);
775                 goto retry;
776         }
777
778         /* yay, all mine */
779         return 0;
780 }
781
782 /**
783  * bd_start_claiming - start claiming a block device
784  * @bdev: block device of interest
785  * @holder: holder trying to claim @bdev
786  *
787  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
788  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
789  * successful call to this function must be matched with a call to
790  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
791  * fail).
792  *
793  * This function is used to gain exclusive access to the block device
794  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
795  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
796  * access but may subsequently fail.
797  *
798  * CONTEXT:
799  * Might sleep.
800  *
801  * RETURNS:
802  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
803  * value on failure.
804  */
805 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
806                                               void *holder)
807 {
808         struct gendisk *disk;
809         struct block_device *whole;
810         int partno, err;
811
812         might_sleep();
813
814         /*
815          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
816          * and grab the outer block device the hard way.
817          */
818         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
819         if (!disk)
820                 return ERR_PTR(-ENXIO);
821
822         /*
823          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
824          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
825          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
826          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
827          * tracking is broken for those devices but it has always been that
828          * way.
829          */
830         if (partno)
831                 whole = bdget_disk(disk, 0);
832         else
833                 whole = bdgrab(bdev);
834
835         module_put(disk->fops->owner);
836         put_disk(disk);
837         if (!whole)
838                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
839
840         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
841         spin_lock(&bdev_lock);
842
843         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
844         if (err == 0) {
845                 whole->bd_claiming = holder;
846                 spin_unlock(&bdev_lock);
847                 return whole;
848         } else {
849                 spin_unlock(&bdev_lock);
850                 bdput(whole);
851                 return ERR_PTR(err);
852         }
853 }
854
855 #ifdef CONFIG_SYSFS
856 struct bd_holder_disk {
857         struct list_head        list;
858         struct gendisk          *disk;
859         int                     refcnt;
860 };
861
862 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
863                                                   struct gendisk *disk)
864 {
865         struct bd_holder_disk *holder;
866
867         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
868                 if (holder->disk == disk)
869                         return holder;
870         return NULL;
871 }
872
873 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
874 {
875         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
876 }
877
878 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
879 {
880         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
881 }
882
883 /**
884  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
885  * @bdev: the claimed slave bdev
886  * @disk: the holding disk
887  *
888  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
889  *
890  * This functions creates the following sysfs symlinks.
891  *
892  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
893  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
894  *
895  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
896  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
897  *
898  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
899  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
900  *
901  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
902  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
903  * lifetime of these symlinks.
904  *
905  * CONTEXT:
906  * Might sleep.
907  *
908  * RETURNS:
909  * 0 on success, -errno on failure.
910  */
911 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
912 {
913         struct bd_holder_disk *holder;
914         int ret = 0;
915
916         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
917
918         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
919
920         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
921         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
922                 goto out_unlock;
923
924         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
925         if (holder) {
926                 holder->refcnt++;
927                 goto out_unlock;
928         }
929
930         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
931         if (!holder) {
932                 ret = -ENOMEM;
933                 goto out_unlock;
934         }
935
936         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
937         holder->disk = disk;
938         holder->refcnt = 1;
939
940         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
941         if (ret)
942                 goto out_free;
943
944         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
945         if (ret)
946                 goto out_del;
947         /*
948          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
949          * the holder directory.  Hold on to it.
950          */
951         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
952
953         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
954         goto out_unlock;
955
956 out_del:
957         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
958 out_free:
959         kfree(holder);
960 out_unlock:
961         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
962         return ret;
963 }
964 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
965
966 /**
967  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
968  * @bdev: the calimed slave bdev
969  * @disk: the holding disk
970  *
971  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
972  *
973  * CONTEXT:
974  * Might sleep.
975  */
976 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
977 {
978         struct bd_holder_disk *holder;
979
980         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
981
982         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
983
984         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
985                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
986                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
987                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
988                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
989                 list_del_init(&holder->list);
990                 kfree(holder);
991         }
992
993         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
994 }
995 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
996 #endif
997
998 /**
999  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1000  *
1001  * @bdev:      struct block device to be flushed
1002  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1003  *
1004  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1005  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1006  * resize.
1007  */
1008 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1009 {
1010         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1011                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
1012
1013                 if (bdev->bd_disk)
1014                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
1015                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1016                        "resized disk %s\n", name);
1017         }
1018
1019         if (!bdev->bd_disk)
1020                 return;
1021         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1022                 bdev->bd_invalidated = 1;
1023 }
1024
1025 /**
1026  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1027  * @disk: struct gendisk to check
1028  * @bdev: struct bdev to adjust.
1029  *
1030  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1031  * and adjusts it if it differs.
1032  */
1033 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1034 {
1035         loff_t disk_size, bdev_size;
1036
1037         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1038         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1039         if (disk_size != bdev_size) {
1040                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1041
1042                 disk_name(disk, 0, name);
1043                 printk(KERN_INFO
1044                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1045                        name, bdev_size, disk_size);
1046                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1047                 flush_disk(bdev, false);
1048         }
1049 }
1050 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1051
1052 /**
1053  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1054  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1055  *
1056  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1057  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1058  * for all revalidate_disk operations.
1059  */
1060 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1061 {
1062         struct block_device *bdev;
1063         int ret = 0;
1064
1065         if (disk->fops->revalidate_disk)
1066                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1067
1068         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1069         if (!bdev)
1070                 return ret;
1071
1072         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1073         check_disk_size_change(disk, bdev);
1074         bdev->bd_invalidated = 0;
1075         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1076         bdput(bdev);
1077         return ret;
1078 }
1079 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1080
1081 /*
1082  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1083  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1084  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1085  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1086  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1087  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1088  * to lose :-)
1089  */
1090 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1091 {
1092         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1093         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1094         unsigned int events;
1095
1096         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1097                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1098         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1099                 return 0;
1100
1101         flush_disk(bdev, true);
1102         if (bdops->revalidate_disk)
1103                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1104         return 1;
1105 }
1106
1107 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1108
1109 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1110 {
1111         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1112
1113         bdev->bd_inode->i_size = size;
1114         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1115                 if (size & bsize)
1116                         break;
1117                 bsize <<= 1;
1118         }
1119         bdev->bd_block_size = bsize;
1120         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1121 }
1122 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1123
1124 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1125
1126 /*
1127  * bd_mutex locking:
1128  *
1129  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1130  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1131  */
1132
1133 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1134 {
1135         struct gendisk *disk;
1136         struct module *owner;
1137         int ret;
1138         int partno;
1139         int perm = 0;
1140
1141         if (mode & FMODE_READ)
1142                 perm |= MAY_READ;
1143         if (mode & FMODE_WRITE)
1144                 perm |= MAY_WRITE;
1145         /*
1146          * hooks: /n/, see "layering violations".
1147          */
1148         if (!for_part) {
1149                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1150                 if (ret != 0) {
1151                         bdput(bdev);
1152                         return ret;
1153                 }
1154         }
1155
1156  restart:
1157
1158         ret = -ENXIO;
1159         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1160         if (!disk)
1161                 goto out;
1162         owner = disk->fops->owner;
1163
1164         disk_block_events(disk);
1165         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1166         if (!bdev->bd_openers) {
1167                 bdev->bd_disk = disk;
1168                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1169                 bdev->bd_contains = bdev;
1170                 if (!partno) {
1171                         struct backing_dev_info *bdi;
1172
1173                         ret = -ENXIO;
1174                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1175                         if (!bdev->bd_part)
1176                                 goto out_clear;
1177
1178                         ret = 0;
1179                         if (disk->fops->open) {
1180                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1181                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1182                                         /* Lost a race with 'disk' being
1183                                          * deleted, try again.
1184                                          * See md.c
1185                                          */
1186                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1187                                         bdev->bd_part = NULL;
1188                                         bdev->bd_disk = NULL;
1189                                         bdev->bd_queue = NULL;
1190                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1191                                         disk_unblock_events(disk);
1192                                         put_disk(disk);
1193                                         module_put(owner);
1194                                         goto restart;
1195                                 }
1196                         }
1197
1198                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1199                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1200                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1201                                 if (bdi == NULL)
1202                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1203                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1204                         }
1205
1206                         /*
1207                          * If the device is invalidated, rescan partition
1208                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1209                          * The latter is necessary to prevent ghost
1210                          * partitions on a removed medium.
1211                          */
1212                         if (bdev->bd_invalidated) {
1213                                 if (!ret)
1214                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1215                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1216                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1217                         }
1218                         if (ret)
1219                                 goto out_clear;
1220                 } else {
1221                         struct block_device *whole;
1222                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1223                         ret = -ENOMEM;
1224                         if (!whole)
1225                                 goto out_clear;
1226                         BUG_ON(for_part);
1227                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1228                         if (ret)
1229                                 goto out_clear;
1230                         bdev->bd_contains = whole;
1231                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1232                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1233                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1234                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1235                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1236                                 ret = -ENXIO;
1237                                 goto out_clear;
1238                         }
1239                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1240                 }
1241         } else {
1242                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1243                         ret = 0;
1244                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1245                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1246                         /* the same as first opener case, read comment there */
1247                         if (bdev->bd_invalidated) {
1248                                 if (!ret)
1249                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1250                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1251                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1252                         }
1253                         if (ret)
1254                                 goto out_unlock_bdev;
1255                 }
1256                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1257                 put_disk(disk);
1258                 module_put(owner);
1259         }
1260         bdev->bd_openers++;
1261         if (for_part)
1262                 bdev->bd_part_count++;
1263         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1264         disk_unblock_events(disk);
1265         return 0;
1266
1267  out_clear:
1268         disk_put_part(bdev->bd_part);
1269         bdev->bd_disk = NULL;
1270         bdev->bd_part = NULL;
1271         bdev->bd_queue = NULL;
1272         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1273         if (bdev != bdev->bd_contains)
1274                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1275         bdev->bd_contains = NULL;
1276  out_unlock_bdev:
1277         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1278         disk_unblock_events(disk);
1279         put_disk(disk);
1280         module_put(owner);
1281  out:
1282         bdput(bdev);
1283
1284         return ret;
1285 }
1286
1287 /**
1288  * blkdev_get - open a block device
1289  * @bdev: block_device to open
1290  * @mode: FMODE_* mask
1291  * @holder: exclusive holder identifier
1292  *
1293  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1294  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1295  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1296  *
1297  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1298  * @bdev is put.
1299  *
1300  * CONTEXT:
1301  * Might sleep.
1302  *
1303  * RETURNS:
1304  * 0 on success, -errno on failure.
1305  */
1306 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1307 {
1308         struct block_device *whole = NULL;
1309         int res;
1310
1311         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1312
1313         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1314                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1315                 if (IS_ERR(whole)) {
1316                         bdput(bdev);
1317                         return PTR_ERR(whole);
1318                 }
1319         }
1320
1321         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1322
1323         if (whole) {
1324                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1325
1326                 /* finish claiming */
1327                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1328                 spin_lock(&bdev_lock);
1329
1330                 if (!res) {
1331                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1332                         /*
1333                          * Note that for a whole device bd_holders
1334                          * will be incremented twice, and bd_holder
1335                          * will be set to bd_may_claim before being
1336                          * set to holder
1337                          */
1338                         whole->bd_holders++;
1339                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1340                         bdev->bd_holders++;
1341                         bdev->bd_holder = holder;
1342                 }
1343
1344                 /* tell others that we're done */
1345                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1346                 whole->bd_claiming = NULL;
1347                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1348
1349                 spin_unlock(&bdev_lock);
1350
1351                 /*
1352                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1353                  * write holder makes the write_holder state stick until
1354                  * all are released.  This is good enough and tracking
1355                  * individual writeable reference is too fragile given the
1356                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1357                  */
1358                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1359                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1360                         bdev->bd_write_holder = true;
1361                         disk_block_events(disk);
1362                 }
1363
1364                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1365                 bdput(whole);
1366         }
1367
1368         return res;
1369 }
1370 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1371
1372 /**
1373  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1374  * @path: path to the block device to open
1375  * @mode: FMODE_* mask
1376  * @holder: exclusive holder identifier
1377  *
1378  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1379  * and @holder are identical to blkdev_get().
1380  *
1381  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1382  *
1383  * CONTEXT:
1384  * Might sleep.
1385  *
1386  * RETURNS:
1387  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1388  */
1389 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1390                                         void *holder)
1391 {
1392         struct block_device *bdev;
1393         int err;
1394
1395         bdev = lookup_bdev(path);
1396         if (IS_ERR(bdev))
1397                 return bdev;
1398
1399         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1400         if (err)
1401                 return ERR_PTR(err);
1402
1403         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1404                 blkdev_put(bdev, mode);
1405                 return ERR_PTR(-EACCES);
1406         }
1407
1408         return bdev;
1409 }
1410 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1411
1412 /**
1413  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1414  * @dev: device number of block device to open
1415  * @mode: FMODE_* mask
1416  * @holder: exclusive holder identifier
1417  *
1418  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1419  * @holder are identical to blkdev_get().
1420  *
1421  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1422  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1423  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1424  * ever need it - reconsider your API.
1425  *
1426  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1427  *
1428  * CONTEXT:
1429  * Might sleep.
1430  *
1431  * RETURNS:
1432  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1433  */
1434 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1435 {
1436         struct block_device *bdev;
1437         int err;
1438
1439         bdev = bdget(dev);
1440         if (!bdev)
1441                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1442
1443         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1444         if (err)
1445                 return ERR_PTR(err);
1446
1447         return bdev;
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1450
1451 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1452 {
1453         struct block_device *bdev;
1454
1455         /*
1456          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1457          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1458          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1459          * during an unstable branch.
1460          */
1461         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1462
1463         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1464                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1465         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1466                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1467         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1468                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1469
1470         bdev = bd_acquire(inode);
1471         if (bdev == NULL)
1472                 return -ENOMEM;
1473
1474         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1475
1476         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1477 }
1478
1479 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1480 {
1481         int ret = 0;
1482         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1483         struct block_device *victim = NULL;
1484
1485         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1486         if (for_part)
1487                 bdev->bd_part_count--;
1488
1489         if (!--bdev->bd_openers) {
1490                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1491                 sync_blockdev(bdev);
1492                 kill_bdev(bdev);
1493                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1494                  * so must switch it out first
1495                  */
1496                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1497                                         &default_backing_dev_info);
1498         }
1499         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1500                 if (disk->fops->release)
1501                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1502         }
1503         if (!bdev->bd_openers) {
1504                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1505
1506                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1507                 bdev->bd_part = NULL;
1508                 bdev->bd_disk = NULL;
1509                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1510                         victim = bdev->bd_contains;
1511                 bdev->bd_contains = NULL;
1512
1513                 put_disk(disk);
1514                 module_put(owner);
1515         }
1516         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1517         bdput(bdev);
1518         if (victim)
1519                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1520         return ret;
1521 }
1522
1523 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1524 {
1525         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1526
1527         if (mode & FMODE_EXCL) {
1528                 bool bdev_free;
1529
1530                 /*
1531                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1532                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1533                  * synchronize disk_holder unlinking.
1534                  */
1535                 spin_lock(&bdev_lock);
1536
1537                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1538                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1539
1540                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1541                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1542                         bdev->bd_holder = NULL;
1543                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1544                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1545
1546                 spin_unlock(&bdev_lock);
1547
1548                 /*
1549                  * If this was the last claim, remove holder link and
1550                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1551                  */
1552                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1553                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1554                         bdev->bd_write_holder = false;
1555                 }
1556         }
1557
1558         /*
1559          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1560          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1561          * from userland - e.g. eject(1).
1562          */
1563         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1564
1565         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1566
1567         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1568 }
1569 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1570
1571 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1572 {
1573         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1574
1575         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1576 }
1577
1578 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1579 {
1580         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1581         fmode_t mode = file->f_mode;
1582
1583         /*
1584          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1585          * to updated it before every ioctl.
1586          */
1587         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1588                 mode |= FMODE_NDELAY;
1589         else
1590                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1591
1592         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1593 }
1594
1595 ssize_t blkdev_aio_read(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1596                         unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1597 {
1598         ssize_t ret;
1599         struct block_device *bdev = I_BDEV(iocb->ki_filp->f_mapping->host);
1600
1601         percpu_down_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1602
1603         ret = generic_file_aio_read(iocb, iov, nr_segs, pos);
1604
1605         percpu_up_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1606
1607         return ret;
1608 }
1609 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_read);
1610
1611 /*
1612  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1613  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1614  *
1615  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1616  * use.
1617  */
1618 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1619                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1620 {
1621         struct file *file = iocb->ki_filp;
1622         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1623         struct blk_plug plug;
1624         ssize_t ret;
1625
1626         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1627
1628         blk_start_plug(&plug);
1629
1630         percpu_down_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1631
1632         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1633         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1634                 ssize_t err;
1635
1636                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1637                 if (err < 0 && ret > 0)
1638                         ret = err;
1639         }
1640
1641         percpu_up_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1642
1643         blk_finish_plug(&plug);
1644
1645         return ret;
1646 }
1647 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1648
1649 static int blkdev_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1650 {
1651         int ret;
1652         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1653
1654         percpu_down_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1655
1656         ret = generic_file_mmap(file, vma);
1657
1658         percpu_up_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1659
1660         return ret;
1661 }
1662
1663 static ssize_t blkdev_splice_read(struct file *file, loff_t *ppos,
1664                                   struct pipe_inode_info *pipe, size_t len,
1665                                   unsigned int flags)
1666 {
1667         ssize_t ret;
1668         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1669
1670         percpu_down_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1671
1672         ret = generic_file_splice_read(file, ppos, pipe, len, flags);
1673
1674         percpu_up_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1675
1676         return ret;
1677 }
1678
1679 static ssize_t blkdev_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe,
1680                                    struct file *file, loff_t *ppos, size_t len,
1681                                    unsigned int flags)
1682 {
1683         ssize_t ret;
1684         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1685
1686         percpu_down_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1687
1688         ret = generic_file_splice_write(pipe, file, ppos, len, flags);
1689
1690         percpu_up_read(&bdev->bd_block_size_semaphore);
1691
1692         return ret;
1693 }
1694
1695
1696 /*
1697  * Try to release a page associated with block device when the system
1698  * is under memory pressure.
1699  */
1700 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1701 {
1702         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1703
1704         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1705                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1706
1707         return try_to_free_buffers(page);
1708 }
1709
1710 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1711         .readpage       = blkdev_readpage,
1712         .writepage      = blkdev_writepage,
1713         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1714         .write_end      = blkdev_write_end,
1715         .writepages     = generic_writepages,
1716         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1717         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1718 };
1719
1720 const struct file_operations def_blk_fops = {
1721         .open           = blkdev_open,
1722         .release        = blkdev_close,
1723         .llseek         = block_llseek,
1724         .read           = do_sync_read,
1725         .write          = do_sync_write,
1726         .aio_read       = blkdev_aio_read,
1727         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1728         .mmap           = blkdev_mmap,
1729         .fsync          = blkdev_fsync,
1730         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1731 #ifdef CONFIG_COMPAT
1732         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1733 #endif
1734         .splice_read    = blkdev_splice_read,
1735         .splice_write   = blkdev_splice_write,
1736 };
1737
1738 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1739 {
1740         int res;
1741         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1742         set_fs(KERNEL_DS);
1743         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1744         set_fs(old_fs);
1745         return res;
1746 }
1747
1748 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1749
1750 /**
1751  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1752  * @pathname:   special file representing the block device
1753  *
1754  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1755  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1756  * otherwise.
1757  */
1758 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1759 {
1760         struct block_device *bdev;
1761         struct inode *inode;
1762         struct path path;
1763         int error;
1764
1765         if (!pathname || !*pathname)
1766                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1767
1768         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1769         if (error)
1770                 return ERR_PTR(error);
1771
1772         inode = path.dentry->d_inode;
1773         error = -ENOTBLK;
1774         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1775                 goto fail;
1776         error = -EACCES;
1777         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1778                 goto fail;
1779         error = -ENOMEM;
1780         bdev = bd_acquire(inode);
1781         if (!bdev)
1782                 goto fail;
1783 out:
1784         path_put(&path);
1785         return bdev;
1786 fail:
1787         bdev = ERR_PTR(error);
1788         goto out;
1789 }
1790 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1791
1792 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1793 {
1794         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1795         int res = 0;
1796
1797         if (sb) {
1798                 /*
1799                  * no need to lock the super, get_super holds the
1800                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1801                  * under us (->put_super runs with the write lock
1802                  * hold).
1803                  */
1804                 shrink_dcache_sb(sb);
1805                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1806                 drop_super(sb);
1807         }
1808         invalidate_bdev(bdev);
1809         return res;
1810 }
1811 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1812
1813 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1814 {
1815         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1816
1817         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1818         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1819                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1820
1821                 spin_lock(&inode->i_lock);
1822                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1823                     mapping->nrpages == 0) {
1824                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1825                         continue;
1826                 }
1827                 __iget(inode);
1828                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1829                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1830                 /*
1831                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1832                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1833                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1834                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1835                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1836                  * later.
1837                  */
1838                 iput(old_inode);
1839                 old_inode = inode;
1840
1841                 func(I_BDEV(inode), arg);
1842
1843                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1844         }
1845         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1846         iput(old_inode);
1847 }