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