Merge branch 'for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[pandora-kernel.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_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
308                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
309 {
310         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
311 }
312
313 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
314                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
315                         struct page **pagep, void **fsdata)
316 {
317         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
318                                  blkdev_get_block);
319 }
320
321 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
322                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
323                         struct page *page, void *fsdata)
324 {
325         int ret;
326         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
327
328         unlock_page(page);
329         page_cache_release(page);
330
331         return ret;
332 }
333
334 /*
335  * private llseek:
336  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
337  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
338  */
339 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
340 {
341         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
342         loff_t retval;
343
344         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
345         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
346         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
347         return retval;
348 }
349         
350 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
351 {
352         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
353         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
354         int error;
355         
356         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
357         if (error)
358                 return error;
359
360         /*
361          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
362          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
363          * O_SYNC writers to a block device.
364          */
365         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
366         if (error == -EOPNOTSUPP)
367                 error = 0;
368
369         return error;
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
372
373 /**
374  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
375  * @bdev: The device to read the page from
376  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
377  * @page: The page to read
378  *
379  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
380  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
381  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
382  *
383  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
384  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
385  * than propagate an error back up the stack.
386  *
387  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
388  */
389 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
390                         struct page *page)
391 {
392         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
393         if (!ops->rw_page)
394                 return -EOPNOTSUPP;
395         return ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
396 }
397 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
398
399 /**
400  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
401  * @bdev: The device to write the page to
402  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
403  * @page: The page to write
404  * @wbc: The writeback_control for the write
405  *
406  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
407  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
408  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
409  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
410  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
411  *
412  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
413  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
414  * than propagate an error back up the stack.
415  *
416  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
417  */
418 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
419                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
420 {
421         int result;
422         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
423         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
424         if (!ops->rw_page)
425                 return -EOPNOTSUPP;
426         set_page_writeback(page);
427         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
428         if (result)
429                 end_page_writeback(page);
430         else
431                 unlock_page(page);
432         return result;
433 }
434 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
435
436 /*
437  * pseudo-fs
438  */
439
440 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
441 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
442
443 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
444 {
445         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
446         if (!ei)
447                 return NULL;
448         return &ei->vfs_inode;
449 }
450
451 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
452 {
453         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
454         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
455
456         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
457 }
458
459 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
460 {
461         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
462 }
463
464 static void init_once(void *foo)
465 {
466         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
467         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
468
469         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
470         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
471         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
472         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
473 #ifdef CONFIG_SYSFS
474         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
475 #endif
476         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
477         /* Initialize mutex for freeze. */
478         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
479 }
480
481 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
482 {
483         list_del_init(&inode->i_devices);
484         inode->i_bdev = NULL;
485         inode->i_mapping = &inode->i_data;
486 }
487
488 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
489 {
490         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
491         struct list_head *p;
492         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
493         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
494         clear_inode(inode);
495         spin_lock(&bdev_lock);
496         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
497                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
498         }
499         list_del_init(&bdev->bd_list);
500         spin_unlock(&bdev_lock);
501 }
502
503 static const struct super_operations bdev_sops = {
504         .statfs = simple_statfs,
505         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
506         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
507         .drop_inode = generic_delete_inode,
508         .evict_inode = bdev_evict_inode,
509 };
510
511 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
512         int flags, const char *dev_name, void *data)
513 {
514         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
515 }
516
517 static struct file_system_type bd_type = {
518         .name           = "bdev",
519         .mount          = bd_mount,
520         .kill_sb        = kill_anon_super,
521 };
522
523 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
524
525 void __init bdev_cache_init(void)
526 {
527         int err;
528         static struct vfsmount *bd_mnt;
529
530         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
531                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
532                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
533                         init_once);
534         err = register_filesystem(&bd_type);
535         if (err)
536                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
537         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
538         if (IS_ERR(bd_mnt))
539                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
540         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
541 }
542
543 /*
544  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
545  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
546  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
547  */
548 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
549 {
550         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
551 }
552
553 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
554 {
555         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
556 }
557
558 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
559 {
560         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
561         return 0;
562 }
563
564 static LIST_HEAD(all_bdevs);
565
566 struct block_device *bdget(dev_t dev)
567 {
568         struct block_device *bdev;
569         struct inode *inode;
570
571         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
572                         bdev_test, bdev_set, &dev);
573
574         if (!inode)
575                 return NULL;
576
577         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
578
579         if (inode->i_state & I_NEW) {
580                 bdev->bd_contains = NULL;
581                 bdev->bd_super = NULL;
582                 bdev->bd_inode = inode;
583                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
584                 bdev->bd_part_count = 0;
585                 bdev->bd_invalidated = 0;
586                 inode->i_mode = S_IFBLK;
587                 inode->i_rdev = dev;
588                 inode->i_bdev = bdev;
589                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
590                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
591                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
592                 spin_lock(&bdev_lock);
593                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
594                 spin_unlock(&bdev_lock);
595                 unlock_new_inode(inode);
596         }
597         return bdev;
598 }
599
600 EXPORT_SYMBOL(bdget);
601
602 /**
603  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
604  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
605  */
606 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
607 {
608         ihold(bdev->bd_inode);
609         return bdev;
610 }
611 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
612
613 long nr_blockdev_pages(void)
614 {
615         struct block_device *bdev;
616         long ret = 0;
617         spin_lock(&bdev_lock);
618         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
619                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
620         }
621         spin_unlock(&bdev_lock);
622         return ret;
623 }
624
625 void bdput(struct block_device *bdev)
626 {
627         iput(bdev->bd_inode);
628 }
629
630 EXPORT_SYMBOL(bdput);
631  
632 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
633 {
634         struct block_device *bdev;
635
636         spin_lock(&bdev_lock);
637         bdev = inode->i_bdev;
638         if (bdev) {
639                 ihold(bdev->bd_inode);
640                 spin_unlock(&bdev_lock);
641                 return bdev;
642         }
643         spin_unlock(&bdev_lock);
644
645         bdev = bdget(inode->i_rdev);
646         if (bdev) {
647                 spin_lock(&bdev_lock);
648                 if (!inode->i_bdev) {
649                         /*
650                          * We take an additional reference to bd_inode,
651                          * and it's released in clear_inode() of inode.
652                          * So, we can access it via ->i_mapping always
653                          * without igrab().
654                          */
655                         ihold(bdev->bd_inode);
656                         inode->i_bdev = bdev;
657                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
658                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
659                 }
660                 spin_unlock(&bdev_lock);
661         }
662         return bdev;
663 }
664
665 int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
666 {
667         return sb == blockdev_superblock;
668 }
669
670 /* Call when you free inode */
671
672 void bd_forget(struct inode *inode)
673 {
674         struct block_device *bdev = NULL;
675
676         spin_lock(&bdev_lock);
677         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
678                 bdev = inode->i_bdev;
679         __bd_forget(inode);
680         spin_unlock(&bdev_lock);
681
682         if (bdev)
683                 iput(bdev->bd_inode);
684 }
685
686 /**
687  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
688  * @bdev: block device of interest
689  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
690  * @holder: holder trying to claim @bdev
691  *
692  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
693  *
694  * CONTEXT:
695  * spin_lock(&bdev_lock).
696  *
697  * RETURNS:
698  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
699  */
700 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
701                          void *holder)
702 {
703         if (bdev->bd_holder == holder)
704                 return true;     /* already a holder */
705         else if (bdev->bd_holder != NULL)
706                 return false;    /* held by someone else */
707         else if (bdev->bd_contains == bdev)
708                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
709
710         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
711                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
712         else if (whole->bd_holder != NULL)
713                 return false;    /* is a partition of a held device */
714         else
715                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
716 }
717
718 /**
719  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
720  * @bdev: block device of interest
721  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
722  * @holder: holder trying to claim @bdev
723  *
724  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
725  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
726  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
727  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
728  *
729  * CONTEXT:
730  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
731  * it multiple times.
732  *
733  * RETURNS:
734  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
735  */
736 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
737                                struct block_device *whole, void *holder)
738 {
739 retry:
740         /* if someone else claimed, fail */
741         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
742                 return -EBUSY;
743
744         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
745         if (whole->bd_claiming) {
746                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
747                 DEFINE_WAIT(wait);
748
749                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
750                 spin_unlock(&bdev_lock);
751                 schedule();
752                 finish_wait(wq, &wait);
753                 spin_lock(&bdev_lock);
754                 goto retry;
755         }
756
757         /* yay, all mine */
758         return 0;
759 }
760
761 /**
762  * bd_start_claiming - start claiming a block device
763  * @bdev: block device of interest
764  * @holder: holder trying to claim @bdev
765  *
766  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
767  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
768  * successful call to this function must be matched with a call to
769  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
770  * fail).
771  *
772  * This function is used to gain exclusive access to the block device
773  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
774  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
775  * access but may subsequently fail.
776  *
777  * CONTEXT:
778  * Might sleep.
779  *
780  * RETURNS:
781  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
782  * value on failure.
783  */
784 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
785                                               void *holder)
786 {
787         struct gendisk *disk;
788         struct block_device *whole;
789         int partno, err;
790
791         might_sleep();
792
793         /*
794          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
795          * and grab the outer block device the hard way.
796          */
797         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
798         if (!disk)
799                 return ERR_PTR(-ENXIO);
800
801         /*
802          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
803          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
804          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
805          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
806          * tracking is broken for those devices but it has always been that
807          * way.
808          */
809         if (partno)
810                 whole = bdget_disk(disk, 0);
811         else
812                 whole = bdgrab(bdev);
813
814         module_put(disk->fops->owner);
815         put_disk(disk);
816         if (!whole)
817                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
818
819         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
820         spin_lock(&bdev_lock);
821
822         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
823         if (err == 0) {
824                 whole->bd_claiming = holder;
825                 spin_unlock(&bdev_lock);
826                 return whole;
827         } else {
828                 spin_unlock(&bdev_lock);
829                 bdput(whole);
830                 return ERR_PTR(err);
831         }
832 }
833
834 #ifdef CONFIG_SYSFS
835 struct bd_holder_disk {
836         struct list_head        list;
837         struct gendisk          *disk;
838         int                     refcnt;
839 };
840
841 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
842                                                   struct gendisk *disk)
843 {
844         struct bd_holder_disk *holder;
845
846         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
847                 if (holder->disk == disk)
848                         return holder;
849         return NULL;
850 }
851
852 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
853 {
854         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
855 }
856
857 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
858 {
859         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
860 }
861
862 /**
863  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
864  * @bdev: the claimed slave bdev
865  * @disk: the holding disk
866  *
867  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
868  *
869  * This functions creates the following sysfs symlinks.
870  *
871  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
872  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
873  *
874  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
875  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
876  *
877  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
878  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
879  *
880  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
881  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
882  * lifetime of these symlinks.
883  *
884  * CONTEXT:
885  * Might sleep.
886  *
887  * RETURNS:
888  * 0 on success, -errno on failure.
889  */
890 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
891 {
892         struct bd_holder_disk *holder;
893         int ret = 0;
894
895         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
896
897         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
898
899         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
900         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
901                 goto out_unlock;
902
903         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
904         if (holder) {
905                 holder->refcnt++;
906                 goto out_unlock;
907         }
908
909         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
910         if (!holder) {
911                 ret = -ENOMEM;
912                 goto out_unlock;
913         }
914
915         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
916         holder->disk = disk;
917         holder->refcnt = 1;
918
919         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
920         if (ret)
921                 goto out_free;
922
923         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
924         if (ret)
925                 goto out_del;
926         /*
927          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
928          * the holder directory.  Hold on to it.
929          */
930         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
931
932         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
933         goto out_unlock;
934
935 out_del:
936         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
937 out_free:
938         kfree(holder);
939 out_unlock:
940         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
941         return ret;
942 }
943 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
944
945 /**
946  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
947  * @bdev: the calimed slave bdev
948  * @disk: the holding disk
949  *
950  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
951  *
952  * CONTEXT:
953  * Might sleep.
954  */
955 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
956 {
957         struct bd_holder_disk *holder;
958
959         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
960
961         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
962
963         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
964                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
965                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
966                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
967                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
968                 list_del_init(&holder->list);
969                 kfree(holder);
970         }
971
972         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
973 }
974 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
975 #endif
976
977 /**
978  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
979  *
980  * @bdev:      struct block device to be flushed
981  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
982  *
983  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
984  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
985  * resize.
986  */
987 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
988 {
989         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
990                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
991
992                 if (bdev->bd_disk)
993                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
994                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
995                        "resized disk %s\n", name);
996         }
997
998         if (!bdev->bd_disk)
999                 return;
1000         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1001                 bdev->bd_invalidated = 1;
1002 }
1003
1004 /**
1005  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1006  * @disk: struct gendisk to check
1007  * @bdev: struct bdev to adjust.
1008  *
1009  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1010  * and adjusts it if it differs.
1011  */
1012 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1013 {
1014         loff_t disk_size, bdev_size;
1015
1016         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1017         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1018         if (disk_size != bdev_size) {
1019                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1020
1021                 disk_name(disk, 0, name);
1022                 printk(KERN_INFO
1023                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1024                        name, bdev_size, disk_size);
1025                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1026                 flush_disk(bdev, false);
1027         }
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1030
1031 /**
1032  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1033  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1034  *
1035  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1036  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1037  * for all revalidate_disk operations.
1038  */
1039 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1040 {
1041         struct block_device *bdev;
1042         int ret = 0;
1043
1044         if (disk->fops->revalidate_disk)
1045                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1046
1047         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1048         if (!bdev)
1049                 return ret;
1050
1051         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1052         check_disk_size_change(disk, bdev);
1053         bdev->bd_invalidated = 0;
1054         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1055         bdput(bdev);
1056         return ret;
1057 }
1058 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1059
1060 /*
1061  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1062  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1063  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1064  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1065  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1066  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1067  * to lose :-)
1068  */
1069 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1070 {
1071         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1072         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1073         unsigned int events;
1074
1075         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1076                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1077         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1078                 return 0;
1079
1080         flush_disk(bdev, true);
1081         if (bdops->revalidate_disk)
1082                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1083         return 1;
1084 }
1085
1086 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1087
1088 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1089 {
1090         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1091
1092         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1093         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1094         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1095         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1096                 if (size & bsize)
1097                         break;
1098                 bsize <<= 1;
1099         }
1100         bdev->bd_block_size = bsize;
1101         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1102 }
1103 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1104
1105 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1106
1107 /*
1108  * bd_mutex locking:
1109  *
1110  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1111  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1112  */
1113
1114 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1115 {
1116         struct gendisk *disk;
1117         struct module *owner;
1118         int ret;
1119         int partno;
1120         int perm = 0;
1121
1122         if (mode & FMODE_READ)
1123                 perm |= MAY_READ;
1124         if (mode & FMODE_WRITE)
1125                 perm |= MAY_WRITE;
1126         /*
1127          * hooks: /n/, see "layering violations".
1128          */
1129         if (!for_part) {
1130                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1131                 if (ret != 0) {
1132                         bdput(bdev);
1133                         return ret;
1134                 }
1135         }
1136
1137  restart:
1138
1139         ret = -ENXIO;
1140         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1141         if (!disk)
1142                 goto out;
1143         owner = disk->fops->owner;
1144
1145         disk_block_events(disk);
1146         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1147         if (!bdev->bd_openers) {
1148                 bdev->bd_disk = disk;
1149                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1150                 bdev->bd_contains = bdev;
1151                 if (!partno) {
1152                         struct backing_dev_info *bdi;
1153
1154                         ret = -ENXIO;
1155                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1156                         if (!bdev->bd_part)
1157                                 goto out_clear;
1158
1159                         ret = 0;
1160                         if (disk->fops->open) {
1161                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1162                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1163                                         /* Lost a race with 'disk' being
1164                                          * deleted, try again.
1165                                          * See md.c
1166                                          */
1167                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1168                                         bdev->bd_part = NULL;
1169                                         bdev->bd_disk = NULL;
1170                                         bdev->bd_queue = NULL;
1171                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1172                                         disk_unblock_events(disk);
1173                                         put_disk(disk);
1174                                         module_put(owner);
1175                                         goto restart;
1176                                 }
1177                         }
1178
1179                         if (!ret) {
1180                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1181                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1182                                 if (bdi == NULL)
1183                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1184                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1185                         }
1186
1187                         /*
1188                          * If the device is invalidated, rescan partition
1189                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1190                          * The latter is necessary to prevent ghost
1191                          * partitions on a removed medium.
1192                          */
1193                         if (bdev->bd_invalidated) {
1194                                 if (!ret)
1195                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1196                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1197                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1198                         }
1199                         if (ret)
1200                                 goto out_clear;
1201                 } else {
1202                         struct block_device *whole;
1203                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1204                         ret = -ENOMEM;
1205                         if (!whole)
1206                                 goto out_clear;
1207                         BUG_ON(for_part);
1208                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1209                         if (ret)
1210                                 goto out_clear;
1211                         bdev->bd_contains = whole;
1212                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1213                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1214                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1215                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1216                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1217                                 ret = -ENXIO;
1218                                 goto out_clear;
1219                         }
1220                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1221                 }
1222         } else {
1223                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1224                         ret = 0;
1225                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1226                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1227                         /* the same as first opener case, read comment there */
1228                         if (bdev->bd_invalidated) {
1229                                 if (!ret)
1230                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1231                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1232                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1233                         }
1234                         if (ret)
1235                                 goto out_unlock_bdev;
1236                 }
1237                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1238                 put_disk(disk);
1239                 module_put(owner);
1240         }
1241         bdev->bd_openers++;
1242         if (for_part)
1243                 bdev->bd_part_count++;
1244         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1245         disk_unblock_events(disk);
1246         return 0;
1247
1248  out_clear:
1249         disk_put_part(bdev->bd_part);
1250         bdev->bd_disk = NULL;
1251         bdev->bd_part = NULL;
1252         bdev->bd_queue = NULL;
1253         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1254         if (bdev != bdev->bd_contains)
1255                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1256         bdev->bd_contains = NULL;
1257  out_unlock_bdev:
1258         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1259         disk_unblock_events(disk);
1260         put_disk(disk);
1261         module_put(owner);
1262  out:
1263         bdput(bdev);
1264
1265         return ret;
1266 }
1267
1268 /**
1269  * blkdev_get - open a block device
1270  * @bdev: block_device to open
1271  * @mode: FMODE_* mask
1272  * @holder: exclusive holder identifier
1273  *
1274  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1275  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1276  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1277  *
1278  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1279  * @bdev is put.
1280  *
1281  * CONTEXT:
1282  * Might sleep.
1283  *
1284  * RETURNS:
1285  * 0 on success, -errno on failure.
1286  */
1287 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1288 {
1289         struct block_device *whole = NULL;
1290         int res;
1291
1292         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1293
1294         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1295                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1296                 if (IS_ERR(whole)) {
1297                         bdput(bdev);
1298                         return PTR_ERR(whole);
1299                 }
1300         }
1301
1302         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1303
1304         if (whole) {
1305                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1306
1307                 /* finish claiming */
1308                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1309                 spin_lock(&bdev_lock);
1310
1311                 if (!res) {
1312                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1313                         /*
1314                          * Note that for a whole device bd_holders
1315                          * will be incremented twice, and bd_holder
1316                          * will be set to bd_may_claim before being
1317                          * set to holder
1318                          */
1319                         whole->bd_holders++;
1320                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1321                         bdev->bd_holders++;
1322                         bdev->bd_holder = holder;
1323                 }
1324
1325                 /* tell others that we're done */
1326                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1327                 whole->bd_claiming = NULL;
1328                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1329
1330                 spin_unlock(&bdev_lock);
1331
1332                 /*
1333                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1334                  * write holder makes the write_holder state stick until
1335                  * all are released.  This is good enough and tracking
1336                  * individual writeable reference is too fragile given the
1337                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1338                  */
1339                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1340                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1341                         bdev->bd_write_holder = true;
1342                         disk_block_events(disk);
1343                 }
1344
1345                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1346                 bdput(whole);
1347         }
1348
1349         return res;
1350 }
1351 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1352
1353 /**
1354  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1355  * @path: path to the block device to open
1356  * @mode: FMODE_* mask
1357  * @holder: exclusive holder identifier
1358  *
1359  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1360  * and @holder are identical to blkdev_get().
1361  *
1362  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1363  *
1364  * CONTEXT:
1365  * Might sleep.
1366  *
1367  * RETURNS:
1368  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1369  */
1370 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1371                                         void *holder)
1372 {
1373         struct block_device *bdev;
1374         int err;
1375
1376         bdev = lookup_bdev(path);
1377         if (IS_ERR(bdev))
1378                 return bdev;
1379
1380         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1381         if (err)
1382                 return ERR_PTR(err);
1383
1384         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1385                 blkdev_put(bdev, mode);
1386                 return ERR_PTR(-EACCES);
1387         }
1388
1389         return bdev;
1390 }
1391 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1392
1393 /**
1394  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1395  * @dev: device number of block device to open
1396  * @mode: FMODE_* mask
1397  * @holder: exclusive holder identifier
1398  *
1399  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1400  * @holder are identical to blkdev_get().
1401  *
1402  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1403  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1404  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1405  * ever need it - reconsider your API.
1406  *
1407  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1408  *
1409  * CONTEXT:
1410  * Might sleep.
1411  *
1412  * RETURNS:
1413  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1414  */
1415 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1416 {
1417         struct block_device *bdev;
1418         int err;
1419
1420         bdev = bdget(dev);
1421         if (!bdev)
1422                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1423
1424         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1425         if (err)
1426                 return ERR_PTR(err);
1427
1428         return bdev;
1429 }
1430 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1431
1432 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1433 {
1434         struct block_device *bdev;
1435
1436         /*
1437          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1438          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1439          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1440          * during an unstable branch.
1441          */
1442         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1443
1444         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1445                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1446         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1447                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1448         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1449                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1450
1451         bdev = bd_acquire(inode);
1452         if (bdev == NULL)
1453                 return -ENOMEM;
1454
1455         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1456
1457         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1458 }
1459
1460 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1461 {
1462         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1463         struct block_device *victim = NULL;
1464
1465         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1466         if (for_part)
1467                 bdev->bd_part_count--;
1468
1469         if (!--bdev->bd_openers) {
1470                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1471                 sync_blockdev(bdev);
1472                 kill_bdev(bdev);
1473                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1474                  * so must switch it out first
1475                  */
1476                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1477                                         &default_backing_dev_info);
1478         }
1479         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1480                 if (disk->fops->release)
1481                         disk->fops->release(disk, mode);
1482         }
1483         if (!bdev->bd_openers) {
1484                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1485
1486                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1487                 bdev->bd_part = NULL;
1488                 bdev->bd_disk = NULL;
1489                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1490                         victim = bdev->bd_contains;
1491                 bdev->bd_contains = NULL;
1492
1493                 put_disk(disk);
1494                 module_put(owner);
1495         }
1496         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1497         bdput(bdev);
1498         if (victim)
1499                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1500 }
1501
1502 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1503 {
1504         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1505
1506         if (mode & FMODE_EXCL) {
1507                 bool bdev_free;
1508
1509                 /*
1510                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1511                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1512                  * synchronize disk_holder unlinking.
1513                  */
1514                 spin_lock(&bdev_lock);
1515
1516                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1517                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1518
1519                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1520                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1521                         bdev->bd_holder = NULL;
1522                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1523                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1524
1525                 spin_unlock(&bdev_lock);
1526
1527                 /*
1528                  * If this was the last claim, remove holder link and
1529                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1530                  */
1531                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1532                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1533                         bdev->bd_write_holder = false;
1534                 }
1535         }
1536
1537         /*
1538          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1539          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1540          * from userland - e.g. eject(1).
1541          */
1542         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1543
1544         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1545
1546         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1547 }
1548 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1549
1550 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1551 {
1552         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1553         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1554         return 0;
1555 }
1556
1557 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1558 {
1559         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1560         fmode_t mode = file->f_mode;
1561
1562         /*
1563          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1564          * to updated it before every ioctl.
1565          */
1566         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1567                 mode |= FMODE_NDELAY;
1568         else
1569                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1570
1571         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1572 }
1573
1574 /*
1575  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1576  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1577  *
1578  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1579  * use.
1580  */
1581 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1582 {
1583         struct file *file = iocb->ki_filp;
1584         struct blk_plug plug;
1585         ssize_t ret;
1586
1587         blk_start_plug(&plug);
1588         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1589         if (ret > 0) {
1590                 ssize_t err;
1591                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1592                 if (err < 0)
1593                         ret = err;
1594         }
1595         blk_finish_plug(&plug);
1596         return ret;
1597 }
1598 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1599
1600 static ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1601 {
1602         struct file *file = iocb->ki_filp;
1603         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1604         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1605         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1606
1607         if (pos >= size)
1608                 return 0;
1609
1610         size -= pos;
1611         iov_iter_truncate(to, size);
1612         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1613 }
1614
1615 /*
1616  * Try to release a page associated with block device when the system
1617  * is under memory pressure.
1618  */
1619 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1620 {
1621         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1622
1623         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1624                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1625
1626         return try_to_free_buffers(page);
1627 }
1628
1629 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1630         .readpage       = blkdev_readpage,
1631         .readpages      = blkdev_readpages,
1632         .writepage      = blkdev_writepage,
1633         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1634         .write_end      = blkdev_write_end,
1635         .writepages     = generic_writepages,
1636         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1637         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1638         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1639 };
1640
1641 const struct file_operations def_blk_fops = {
1642         .open           = blkdev_open,
1643         .release        = blkdev_close,
1644         .llseek         = block_llseek,
1645         .read           = new_sync_read,
1646         .write          = new_sync_write,
1647         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1648         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1649         .mmap           = generic_file_mmap,
1650         .fsync          = blkdev_fsync,
1651         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1652 #ifdef CONFIG_COMPAT
1653         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1654 #endif
1655         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1656         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1657 };
1658
1659 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1660 {
1661         int res;
1662         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1663         set_fs(KERNEL_DS);
1664         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1665         set_fs(old_fs);
1666         return res;
1667 }
1668
1669 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1670
1671 /**
1672  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1673  * @pathname:   special file representing the block device
1674  *
1675  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1676  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1677  * otherwise.
1678  */
1679 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1680 {
1681         struct block_device *bdev;
1682         struct inode *inode;
1683         struct path path;
1684         int error;
1685
1686         if (!pathname || !*pathname)
1687                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1688
1689         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1690         if (error)
1691                 return ERR_PTR(error);
1692
1693         inode = path.dentry->d_inode;
1694         error = -ENOTBLK;
1695         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1696                 goto fail;
1697         error = -EACCES;
1698         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1699                 goto fail;
1700         error = -ENOMEM;
1701         bdev = bd_acquire(inode);
1702         if (!bdev)
1703                 goto fail;
1704 out:
1705         path_put(&path);
1706         return bdev;
1707 fail:
1708         bdev = ERR_PTR(error);
1709         goto out;
1710 }
1711 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1712
1713 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1714 {
1715         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1716         int res = 0;
1717
1718         if (sb) {
1719                 /*
1720                  * no need to lock the super, get_super holds the
1721                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1722                  * under us (->put_super runs with the write lock
1723                  * hold).
1724                  */
1725                 shrink_dcache_sb(sb);
1726                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1727                 drop_super(sb);
1728         }
1729         invalidate_bdev(bdev);
1730         return res;
1731 }
1732 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1733
1734 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1735 {
1736         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1737
1738         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1739         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1740                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1741
1742                 spin_lock(&inode->i_lock);
1743                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1744                     mapping->nrpages == 0) {
1745                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1746                         continue;
1747                 }
1748                 __iget(inode);
1749                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1750                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1751                 /*
1752                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1753                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1754                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1755                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1756                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1757                  * later.
1758                  */
1759                 iput(old_inode);
1760                 old_inode = inode;
1761
1762                 func(I_BDEV(inode), arg);
1763
1764                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1765         }
1766         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1767         iput(old_inode);
1768 }