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/smp_lock.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/buffer_head.h>
  20 #include <linux/mpage.h>
  21 #include <linux/mount.h>
  22 #include <linux/uio.h>
  23 #include <linux/namei.h>
  24 #include <asm/uaccess.h>
  25
  26 struct bdev_inode {
  27         struct block_device bdev;
  28         struct inode vfs_inode;
  29 };
  30
  31 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  32 {
  33         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  34 }
  35
  36 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  37 {
  38         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  39 }
  40
  41 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  42
  43 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  44 {
  45         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  46         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  47
  48         if (sz) {
  49                 unsigned int size = block_size(bdev);
  50                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  51                 retval = (sz >> sizebits);
  52         }
  53         return retval;
  54 }
  55
  56 /* Kill _all_ buffers, dirty or not.. */
  57 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  58 {
  59         invalidate_bdev(bdev, 1);
  60         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  61 }
  62
  63 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  64 {
  65         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  66         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || (size & (size-1)))
  67                 return -EINVAL;
  68
  69         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
  70         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
  71                 return -EINVAL;
  72
  73         /* Don't change the size if it is same as current */
  74         if (bdev->bd_block_size != size) {
  75                 sync_blockdev(bdev);
  76                 bdev->bd_block_size = size;
  77                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
  78                 kill_bdev(bdev);
  79         }
  80         return 0;
  81 }
  82
  83 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
  84
  85 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
  86 {
  87         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
  88                 return 0;
  89         /* If we get here, we know size is power of two
  90          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
  91         sb->s_blocksize = size;
  92         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
  93         return sb->s_blocksize;
  94 }
  95
  96 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
  97
  98 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
  99 {
 100         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
 101         if (size < minsize)
 102                 size = minsize;
 103         return sb_set_blocksize(sb, size);
 104 }
 105
 106 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 107
 108 static int
 109 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 110                 struct buffer_head *bh, int create)
 111 {
 112         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 113                 if (create)
 114                         return -EIO;
 115
 116                 /*
 117                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 118                  * return a hole, they will have to call get_block again
 119                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 120                  * time
 121                  */
 122                 return 0;
 123         }
 124         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 125         bh->b_blocknr = iblock;
 126         set_buffer_mapped(bh);
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 static int
 131 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 132                 struct buffer_head *bh, int create)
 133 {
 134         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 135         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 136
 137         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 138                 max_blocks = end_block - iblock;
 139                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 140                         if (create)
 141                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 142                         /*
 143                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 144                          * a !buffer_mapped buffer
 145                          */
 146                         max_blocks = 0;
 147                 }
 148         }
 149
 150         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 151         bh->b_blocknr = iblock;
 152         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 153         if (max_blocks)
 154                 set_buffer_mapped(bh);
 155         return 0;
 156 }
 157
 158 static ssize_t
 159 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 160                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 161 {
 162         struct file *file = iocb->ki_filp;
 163         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 164
 165         return blockdev_direct_IO_no_locking(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode),
 166                                 iov, offset, nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL);
 167 }
 168
 169 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 170 {
 171         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 172 }
 173
 174 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 175 {
 176         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 177 }
 178
 179 static int blkdev_prepare_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
 180 {
 181         return block_prepare_write(page, from, to, blkdev_get_block);
 182 }
 183
 184 static int blkdev_commit_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
 185 {
 186         return block_commit_write(page, from, to);
 187 }
 188
 189 /*
 190  * private llseek:
 191  * for a block special file file->f_dentry->d_inode->i_size is zero
 192  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 193  */
 194 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 195 {
 196         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 197         loff_t size;
 198         loff_t retval;
 199
 200         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 201         size = i_size_read(bd_inode);
 202
 203         switch (origin) {
 204                 case 2:
 205                         offset += size;
 206                         break;
 207                 case 1:
 208                         offset += file->f_pos;
 209         }
 210         retval = -EINVAL;
 211         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 212                 if (offset != file->f_pos) {
 213                         file->f_pos = offset;
 214                 }
 215                 retval = offset;
 216         }
 217         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 218         return retval;
 219 }
 220
 221 /*
 222  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
 223  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
 224  */
 225
 226 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
 227 {
 228         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
 229 }
 230
 231 /*
 232  * pseudo-fs
 233  */
 234
 235 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 236 static kmem_cache_t * bdev_cachep __read_mostly;
 237
 238 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 239 {
 240         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, SLAB_KERNEL);
 241         if (!ei)
 242                 return NULL;
 243         return &ei->vfs_inode;
 244 }
 245
 246 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 247 {
 248         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 249
 250         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
 251         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 252 }
 253
 254 static void init_once(void * foo, kmem_cache_t * cachep, unsigned long flags)
 255 {
 256         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 257         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 258
 259         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 260             SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)
 261         {
 262                 memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 263                 mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 264                 mutex_init(&bdev->bd_mount_mutex);
 265                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 266                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 267 #ifdef CONFIG_SYSFS
 268                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
 269 #endif
 270                 inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 271         }
 272 }
 273
 274 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 275 {
 276         list_del_init(&inode->i_devices);
 277         inode->i_bdev = NULL;
 278         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 279 }
 280
 281 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
 282 {
 283         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 284         struct list_head *p;
 285         spin_lock(&bdev_lock);
 286         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 287                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 288         }
 289         list_del_init(&bdev->bd_list);
 290         spin_unlock(&bdev_lock);
 291 }
 292
 293 static struct super_operations bdev_sops = {
 294         .statfs = simple_statfs,
 295         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 296         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 297         .drop_inode = generic_delete_inode,
 298         .clear_inode = bdev_clear_inode,
 299 };
 300
 301 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
 302         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
 303 {
 304         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
 305 }
 306
 307 static struct file_system_type bd_type = {
 308         .name           = "bdev",
 309         .get_sb         = bd_get_sb,
 310         .kill_sb        = kill_anon_super,
 311 };
 312
 313 static struct vfsmount *bd_mnt __read_mostly;
 314 struct super_block *blockdev_superblock;
 315
 316 void __init bdev_cache_init(void)
 317 {
 318         int err;
 319         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 320                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 321                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 322                         init_once, NULL);
 323         err = register_filesystem(&bd_type);
 324         if (err)
 325                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 326         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 327         err = PTR_ERR(bd_mnt);
 328         if (IS_ERR(bd_mnt))
 329                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 330         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 331 }
 332
 333 /*
 334  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 335  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 336  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 337  */
 338 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 339 {
 340         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 341 }
 342
 343 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 344 {
 345         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 346 }
 347
 348 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 349 {
 350         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 351         return 0;
 352 }
 353
 354 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 355
 356 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 357 {
 358         struct block_device *bdev;
 359         struct inode *inode;
 360
 361         inode = iget5_locked(bd_mnt->mnt_sb, hash(dev),
 362                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 363
 364         if (!inode)
 365                 return NULL;
 366
 367         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 368
 369         if (inode->i_state & I_NEW) {
 370                 bdev->bd_contains = NULL;
 371                 bdev->bd_inode = inode;
 372                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 373                 bdev->bd_part_count = 0;
 374                 bdev->bd_invalidated = 0;
 375                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 376                 inode->i_rdev = dev;
 377                 inode->i_bdev = bdev;
 378                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 379                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 380                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 381                 spin_lock(&bdev_lock);
 382                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 383                 spin_unlock(&bdev_lock);
 384                 unlock_new_inode(inode);
 385         }
 386         return bdev;
 387 }
 388
 389 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 390
 391 long nr_blockdev_pages(void)
 392 {
 393         struct list_head *p;
 394         long ret = 0;
 395         spin_lock(&bdev_lock);
 396         list_for_each(p, &all_bdevs) {
 397                 struct block_device *bdev;
 398                 bdev = list_entry(p, struct block_device, bd_list);
 399                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 400         }
 401         spin_unlock(&bdev_lock);
 402         return ret;
 403 }
 404
 405 void bdput(struct block_device *bdev)
 406 {
 407         iput(bdev->bd_inode);
 408 }
 409
 410 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 411
 412 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 413 {
 414         struct block_device *bdev;
 415
 416         spin_lock(&bdev_lock);
 417         bdev = inode->i_bdev;
 418         if (bdev) {
 419                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 420                 spin_unlock(&bdev_lock);
 421                 return bdev;
 422         }
 423         spin_unlock(&bdev_lock);
 424
 425         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 426         if (bdev) {
 427                 spin_lock(&bdev_lock);
 428                 if (!inode->i_bdev) {
 429                         /*
 430                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
 431                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 432                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 433                          * without igrab().
 434                          */
 435                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 436                         inode->i_bdev = bdev;
 437                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 438                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 439                 }
 440                 spin_unlock(&bdev_lock);
 441         }
 442         return bdev;
 443 }
 444
 445 /* Call when you free inode */
 446
 447 void bd_forget(struct inode *inode)
 448 {
 449         struct block_device *bdev = NULL;
 450
 451         spin_lock(&bdev_lock);
 452         if (inode->i_bdev) {
 453                 if (inode->i_sb != blockdev_superblock)
 454                         bdev = inode->i_bdev;
 455                 __bd_forget(inode);
 456         }
 457         spin_unlock(&bdev_lock);
 458
 459         if (bdev)
 460                 iput(bdev->bd_inode);
 461 }
 462
 463 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 464 {
 465         int res;
 466         spin_lock(&bdev_lock);
 467
 468         /* first decide result */
 469         if (bdev->bd_holder == holder)
 470                 res = 0;         /* already a holder */
 471         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 472                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
 473         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 474                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
 475
 476         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
 477                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
 478         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
 479                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
 480         else
 481                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
 482
 483         /* now impose change */
 484         if (res==0) {
 485                 /* note that for a whole device bd_holders
 486                  * will be incremented twice, and bd_holder will
 487                  * be set to bd_claim before being set to holder
 488                  */
 489                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
 490                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
 491                 bdev->bd_holders++;
 492                 bdev->bd_holder = holder;
 493         }
 494         spin_unlock(&bdev_lock);
 495         return res;
 496 }
 497
 498 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
 499
 500 void bd_release(struct block_device *bdev)
 501 {
 502         spin_lock(&bdev_lock);
 503         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
 504                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
 505         if (!--bdev->bd_holders)
 506                 bdev->bd_holder = NULL;
 507         spin_unlock(&bdev_lock);
 508 }
 509
 510 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
 511
 512 #ifdef CONFIG_SYSFS
 513 /*
 514  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
 515  *
 516  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
 517  *     and the kobject has a parent directory,
 518  *     following symlinks are created:
 519  *        o from the kobject to the claimed bdev
 520  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
 521  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
 522  *
 523  *     Example:
 524  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
 525  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
 526  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 527  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 528  */
 529
 530 static struct kobject *bdev_get_kobj(struct block_device *bdev)
 531 {
 532         if (bdev->bd_contains != bdev)
 533                 return kobject_get(&bdev->bd_part->kobj);
 534         else
 535                 return kobject_get(&bdev->bd_disk->kobj);
 536 }
 537
 538 static struct kobject *bdev_get_holder(struct block_device *bdev)
 539 {
 540         if (bdev->bd_contains != bdev)
 541                 return kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 542         else
 543                 return kobject_get(bdev->bd_disk->holder_dir);
 544 }
 545
 546 static void add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 547 {
 548         if (!from || !to)
 549                 return;
 550         sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 551 }
 552
 553 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 554 {
 555         if (!from || !to)
 556                 return;
 557         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 558 }
 559
 560 /*
 561  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
 562  * bd_claim_by_kobject.
 563  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
 564  */
 565 struct bd_holder {
 566         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
 567         int count;              /* references from the holder */
 568         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
 569         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
 570         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
 571         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
 572 };
 573
 574 /*
 575  * Get references of related kobjects at once.
 576  * Returns 1 on success. 0 on failure.
 577  *
 578  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
 579  */
 580 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
 581                         struct bd_holder *bo)
 582 {
 583         if (!bdev || !bo)
 584                 return 0;
 585
 586         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
 587         if (!bo->sdir)
 588                 return 0;
 589
 590         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
 591         if (!bo->hdev)
 592                 goto fail_put_sdir;
 593
 594         bo->sdev = bdev_get_kobj(bdev);
 595         if (!bo->sdev)
 596                 goto fail_put_hdev;
 597
 598         bo->hdir = bdev_get_holder(bdev);
 599         if (!bo->hdir)
 600                 goto fail_put_sdev;
 601
 602         return 1;
 603
 604 fail_put_sdev:
 605         kobject_put(bo->sdev);
 606 fail_put_hdev:
 607         kobject_put(bo->hdev);
 608 fail_put_sdir:
 609         kobject_put(bo->sdir);
 610
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 /* Put references of related kobjects at once. */
 615 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
 616 {
 617         kobject_put(bo->hdir);
 618         kobject_put(bo->sdev);
 619         kobject_put(bo->hdev);
 620         kobject_put(bo->sdir);
 621 }
 622
 623 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
 624 {
 625         struct bd_holder *bo;
 626
 627         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
 628         if (!bo)
 629                 return NULL;
 630
 631         bo->count = 1;
 632         bo->sdir = kobj;
 633
 634         return bo;
 635 }
 636
 637 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
 638 {
 639         kfree(bo);
 640 }
 641
 642 /**
 643  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 644  *
 645  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 646  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
 647  *
 648  * If there is no matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list,
 649  * add @bo to the list, create symlinks.
 650  *
 651  * Returns 1 if @bo was added to the list.
 652  * Returns 0 if @bo wasn't used by any reason and should be freed.
 653  */
 654 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
 655 {
 656         struct bd_holder *tmp;
 657
 658         if (!bo)
 659                 return 0;
 660
 661         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list) {
 662                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
 663                         tmp->count++;
 664                         return 0;
 665                 }
 666         }
 667
 668         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
 669                 return 0;
 670
 671         add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 672         add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 673         list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
 674         return 1;
 675 }
 676
 677 /**
 678  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 679  *
 680  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 681  * @kobj:       holder's kobject
 682  *
 683  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
 684  * and no other bd_claim() from the same kobject,
 685  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
 686  *
 687  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
 688  * and ready to be freed.
 689  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
 690  * by the same kobject.
 691  */
 692 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
 693                                         struct kobject *kobj)
 694 {
 695         struct bd_holder *bo;
 696
 697         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
 698                 if (bo->sdir == kobj) {
 699                         bo->count--;
 700                         BUG_ON(bo->count < 0);
 701                         if (!bo->count) {
 702                                 list_del(&bo->list);
 703                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 704                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 705                                 bd_holder_release_dirs(bo);
 706                                 return bo;
 707                         }
 708                         break;
 709                 }
 710         }
 711
 712         return NULL;
 713 }
 714
 715 /**
 716  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
 717  *
 718  * @bdev:       block device to be claimed
 719  * @holder:     holder's signature
 720  * @kobj:       holder's kobject
 721  *
 722  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
 723  * the bdev and the holder's kobject.
 724  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
 725  *
 726  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
 727  * Returns errno on failure.
 728  */
 729 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
 730                                 struct kobject *kobj)
 731 {
 732         int res;
 733         struct bd_holder *bo;
 734
 735         if (!kobj)
 736                 return -EINVAL;
 737
 738         bo = alloc_bd_holder(kobj);
 739         if (!bo)
 740                 return -ENOMEM;
 741
 742         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, BD_MUTEX_PARTITION);
 743         res = bd_claim(bdev, holder);
 744         if (res || !add_bd_holder(bdev, bo))
 745                 free_bd_holder(bo);
 746         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 747
 748         return res;
 749 }
 750
 751 /**
 752  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
 753  *
 754  * @bdev:       block device to be released
 755  * @kobj:       holder's kobject
 756  *
 757  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
 758  */
 759 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
 760                                         struct kobject *kobj)
 761 {
 762         struct bd_holder *bo;
 763
 764         if (!kobj)
 765                 return;
 766
 767         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, BD_MUTEX_PARTITION);
 768         bd_release(bdev);
 769         if ((bo = del_bd_holder(bdev, kobj)))
 770                 free_bd_holder(bo);
 771         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 772 }
 773
 774 /**
 775  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
 776  *
 777  * @bdev:       block device to be claimed
 778  * @holder:     holder's signature
 779  * @disk:       holder's gendisk
 780  *
 781  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
 782  */
 783 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
 784                         struct gendisk *disk)
 785 {
 786         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
 787 }
 788 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
 789
 790 /**
 791  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
 792  *
 793  * @bdev:       block device to be claimed
 794  * @disk:       holder's gendisk
 795  *
 796  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
 797  */
 798 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 799 {
 800         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
 801         kobject_put(disk->slave_dir);
 802 }
 803 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
 804 #endif
 805
 806 /*
 807  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
 808  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
 809  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
 810  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
 811  * your API.
 812  */
 813 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
 814 {
 815         struct block_device *bdev = bdget(dev);
 816         int err = -ENOMEM;
 817         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
 818         if (bdev)
 819                 err = blkdev_get(bdev, mode, flags);
 820         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
 821 }
 822
 823 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
 824
 825 static int
 826 blkdev_get_partition(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags);
 827
 828 struct block_device *open_partition_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
 829 {
 830         struct block_device *bdev = bdget(dev);
 831         int err = -ENOMEM;
 832         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
 833         if (bdev)
 834                 err = blkdev_get_partition(bdev, mode, flags);
 835         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
 836 }
 837
 838 EXPORT_SYMBOL(open_partition_by_devnum);
 839
 840
 841 /*
 842  * This routine checks whether a removable media has been changed,
 843  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
 844  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
 845  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
 846  * is the best way of combining speed and utility, I think.
 847  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
 848  * to lose :-)
 849  */
 850 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
 851 {
 852         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 853         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
 854
 855         if (!bdops->media_changed)
 856                 return 0;
 857         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
 858                 return 0;
 859
 860         if (__invalidate_device(bdev))
 861                 printk("VFS: busy inodes on changed media.\n");
 862
 863         if (bdops->revalidate_disk)
 864                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
 865         if (bdev->bd_disk->minors > 1)
 866                 bdev->bd_invalidated = 1;
 867         return 1;
 868 }
 869
 870 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
 871
 872 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
 873 {
 874         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
 875
 876         bdev->bd_inode->i_size = size;
 877         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
 878                 if (size & bsize)
 879                         break;
 880                 bsize <<= 1;
 881         }
 882         bdev->bd_block_size = bsize;
 883         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 884 }
 885 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
 886
 887 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, unsigned int subclass)
 888 {
 889         int ret = 0;
 890         struct inode *bd_inode = bdev->bd_inode;
 891         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 892
 893         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, subclass);
 894         lock_kernel();
 895         if (!--bdev->bd_openers) {
 896                 sync_blockdev(bdev);
 897                 kill_bdev(bdev);
 898         }
 899         if (bdev->bd_contains == bdev) {
 900                 if (disk->fops->release)
 901                         ret = disk->fops->release(bd_inode, NULL);
 902         } else {
 903                 mutex_lock_nested(&bdev->bd_contains->bd_mutex,
 904                                   subclass + 1);
 905                 bdev->bd_contains->bd_part_count--;
 906                 mutex_unlock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
 907         }
 908         if (!bdev->bd_openers) {
 909                 struct module *owner = disk->fops->owner;
 910
 911                 put_disk(disk);
 912                 module_put(owner);
 913
 914                 if (bdev->bd_contains != bdev) {
 915                         kobject_put(&bdev->bd_part->kobj);
 916                         bdev->bd_part = NULL;
 917                 }
 918                 bdev->bd_disk = NULL;
 919                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 920                 if (bdev != bdev->bd_contains)
 921                         __blkdev_put(bdev->bd_contains, subclass + 1);
 922                 bdev->bd_contains = NULL;
 923         }
 924         unlock_kernel();
 925         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 926         bdput(bdev);
 927         return ret;
 928 }
 929
 930 int blkdev_put(struct block_device *bdev)
 931 {
 932         return __blkdev_put(bdev, BD_MUTEX_NORMAL);
 933 }
 934 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
 935
 936 int blkdev_put_partition(struct block_device *bdev)
 937 {
 938         return __blkdev_put(bdev, BD_MUTEX_PARTITION);
 939 }
 940 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put_partition);
 941
 942 static int
 943 blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags);
 944
 945 static int
 946 do_open(struct block_device *bdev, struct file *file, unsigned int subclass)
 947 {
 948         struct module *owner = NULL;
 949         struct gendisk *disk;
 950         int ret = -ENXIO;
 951         int part;
 952
 953         file->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 954         lock_kernel();
 955         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &part);
 956         if (!disk) {
 957                 unlock_kernel();
 958                 bdput(bdev);
 959                 return ret;
 960         }
 961         owner = disk->fops->owner;
 962
 963         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, subclass);
 964
 965         if (!bdev->bd_openers) {
 966                 bdev->bd_disk = disk;
 967                 bdev->bd_contains = bdev;
 968                 if (!part) {
 969                         struct backing_dev_info *bdi;
 970                         if (disk->fops->open) {
 971                                 ret = disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
 972                                 if (ret)
 973                                         goto out_first;
 974                         }
 975                         if (!bdev->bd_openers) {
 976                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
 977                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
 978                                 if (bdi == NULL)
 979                                         bdi = &default_backing_dev_info;
 980                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
 981                         }
 982                         if (bdev->bd_invalidated)
 983                                 rescan_partitions(disk, bdev);
 984                 } else {
 985                         struct hd_struct *p;
 986                         struct block_device *whole;
 987                         whole = bdget_disk(disk, 0);
 988                         ret = -ENOMEM;
 989                         if (!whole)
 990                                 goto out_first;
 991                         ret = blkdev_get_whole(whole, file->f_mode, file->f_flags);
 992                         if (ret)
 993                                 goto out_first;
 994                         bdev->bd_contains = whole;
 995                         mutex_lock_nested(&whole->bd_mutex, BD_MUTEX_WHOLE);
 996                         whole->bd_part_count++;
 997                         p = disk->part[part - 1];
 998                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
 999                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
1000                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) || !p || !p->nr_sects) {
1001                                 whole->bd_part_count--;
1002                                 mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1003                                 ret = -ENXIO;
1004                                 goto out_first;
1005                         }
1006                         kobject_get(&p->kobj);
1007                         bdev->bd_part = p;
1008                         bd_set_size(bdev, (loff_t) p->nr_sects << 9);
1009                         mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1010                 }
1011         } else {
1012                 put_disk(disk);
1013                 module_put(owner);
1014                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1015                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
1016                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
1017                                 if (ret)
1018                                         goto out;
1019                         }
1020                         if (bdev->bd_invalidated)
1021                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1022                 } else {
1023                         mutex_lock_nested(&bdev->bd_contains->bd_mutex,
1024                                           BD_MUTEX_PARTITION);
1025                         bdev->bd_contains->bd_part_count++;
1026                         mutex_unlock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
1027                 }
1028         }
1029         bdev->bd_openers++;
1030         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1031         unlock_kernel();
1032         return 0;
1033
1034 out_first:
1035         bdev->bd_disk = NULL;
1036         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1037         if (bdev != bdev->bd_contains)
1038                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, BD_MUTEX_WHOLE);
1039         bdev->bd_contains = NULL;
1040         put_disk(disk);
1041         module_put(owner);
1042 out:
1043         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1044         unlock_kernel();
1045         if (ret)
1046                 bdput(bdev);
1047         return ret;
1048 }
1049
1050 int blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1051 {
1052         /*
1053          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1054          * It will go away.
1055          * For now, block device ->open() routine must _not_
1056          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1057          */
1058         struct file fake_file = {};
1059         struct dentry fake_dentry = {};
1060         fake_file.f_mode = mode;
1061         fake_file.f_flags = flags;
1062         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
1063         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1064
1065         return do_open(bdev, &fake_file, BD_MUTEX_NORMAL);
1066 }
1067
1068 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1069
1070 static int
1071 blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1072 {
1073         /*
1074          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1075          * It will go away.
1076          * For now, block device ->open() routine must _not_
1077          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1078          */
1079         struct file fake_file = {};
1080         struct dentry fake_dentry = {};
1081         fake_file.f_mode = mode;
1082         fake_file.f_flags = flags;
1083         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
1084         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1085
1086         return do_open(bdev, &fake_file, BD_MUTEX_WHOLE);
1087 }
1088
1089 static int
1090 blkdev_get_partition(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1091 {
1092         /*
1093          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1094          * It will go away.
1095          * For now, block device ->open() routine must _not_
1096          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1097          */
1098         struct file fake_file = {};
1099         struct dentry fake_dentry = {};
1100         fake_file.f_mode = mode;
1101         fake_file.f_flags = flags;
1102         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
1103         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1104
1105         return do_open(bdev, &fake_file, BD_MUTEX_PARTITION);
1106 }
1107
1108 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1109 {
1110         struct block_device *bdev;
1111         int res;
1112
1113         /*
1114          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1115          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1116          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1117          * during an unstable branch.
1118          */
1119         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1120
1121         bdev = bd_acquire(inode);
1122
1123         res = do_open(bdev, filp, BD_MUTEX_NORMAL);
1124         if (res)
1125                 return res;
1126
1127         if (!(filp->f_flags & O_EXCL) )
1128                 return 0;
1129
1130         if (!(res = bd_claim(bdev, filp)))
1131                 return 0;
1132
1133         blkdev_put(bdev);
1134         return res;
1135 }
1136
1137 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1138 {
1139         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1140         if (bdev->bd_holder == filp)
1141                 bd_release(bdev);
1142         return blkdev_put(bdev);
1143 }
1144
1145 static ssize_t blkdev_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1146                                    size_t count, loff_t *ppos)
1147 {
1148         struct iovec local_iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = count };
1149
1150         return generic_file_write_nolock(file, &local_iov, 1, ppos);
1151 }
1152
1153 static ssize_t blkdev_file_aio_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf,
1154                                    size_t count, loff_t pos)
1155 {
1156         struct iovec local_iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = count };
1157
1158         return generic_file_aio_write_nolock(iocb, &local_iov, 1, &iocb->ki_pos);
1159 }
1160
1161 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1162 {
1163         return blkdev_ioctl(file->f_mapping->host, file, cmd, arg);
1164 }
1165
1166 const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1167         .readpage       = blkdev_readpage,
1168         .writepage      = blkdev_writepage,
1169         .sync_page      = block_sync_page,
1170         .prepare_write  = blkdev_prepare_write,
1171         .commit_write   = blkdev_commit_write,
1172         .writepages     = generic_writepages,
1173         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1174 };
1175
1176 const struct file_operations def_blk_fops = {
1177         .open           = blkdev_open,
1178         .release        = blkdev_close,
1179         .llseek         = block_llseek,
1180         .read           = generic_file_read,
1181         .write          = blkdev_file_write,
1182         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1183         .aio_write      = blkdev_file_aio_write,
1184         .mmap           = generic_file_mmap,
1185         .fsync          = block_fsync,
1186         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1187 #ifdef CONFIG_COMPAT
1188         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1189 #endif
1190         .readv          = generic_file_readv,
1191         .writev         = generic_file_write_nolock,
1192         .sendfile       = generic_file_sendfile,
1193         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1194         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1195 };
1196
1197 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1198 {
1199         int res;
1200         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1201         set_fs(KERNEL_DS);
1202         res = blkdev_ioctl(bdev->bd_inode, NULL, cmd, arg);
1203         set_fs(old_fs);
1204         return res;
1205 }
1206
1207 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1208
1209 /**
1210  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1211  *
1212  * @path:       special file representing the block device
1213  *
1214  * Get a reference to the blockdevice at @path in the current
1215  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1216  * otherwise.
1217  */
1218 struct block_device *lookup_bdev(const char *path)
1219 {
1220         struct block_device *bdev;
1221         struct inode *inode;
1222         struct nameidata nd;
1223         int error;
1224
1225         if (!path || !*path)
1226                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1227
1228         error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
1229         if (error)
1230                 return ERR_PTR(error);
1231
1232         inode = nd.dentry->d_inode;
1233         error = -ENOTBLK;
1234         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1235                 goto fail;
1236         error = -EACCES;
1237         if (nd.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1238                 goto fail;
1239         error = -ENOMEM;
1240         bdev = bd_acquire(inode);
1241         if (!bdev)
1242                 goto fail;
1243 out:
1244         path_release(&nd);
1245         return bdev;
1246 fail:
1247         bdev = ERR_PTR(error);
1248         goto out;
1249 }
1250
1251 /**
1252  * open_bdev_excl  -  open a block device by name and set it up for use
1253  *
1254  * @path:       special file representing the block device
1255  * @flags:      %MS_RDONLY for opening read-only
1256  * @holder:     owner for exclusion
1257  *
1258  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1259  * for the @holder.
1260  */
1261 struct block_device *open_bdev_excl(const char *path, int flags, void *holder)
1262 {
1263         struct block_device *bdev;
1264         mode_t mode = FMODE_READ;
1265         int error = 0;
1266
1267         bdev = lookup_bdev(path);
1268         if (IS_ERR(bdev))
1269                 return bdev;
1270
1271         if (!(flags & MS_RDONLY))
1272                 mode |= FMODE_WRITE;
1273         error = blkdev_get(bdev, mode, 0);
1274         if (error)
1275                 return ERR_PTR(error);
1276         error = -EACCES;
1277         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(bdev))
1278                 goto blkdev_put;
1279         error = bd_claim(bdev, holder);
1280         if (error)
1281                 goto blkdev_put;
1282
1283         return bdev;
1284
1285 blkdev_put:
1286         blkdev_put(bdev);
1287         return ERR_PTR(error);
1288 }
1289
1290 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_excl);
1291
1292 /**
1293  * close_bdev_excl  -  release a blockdevice openen by open_bdev_excl()
1294  *
1295  * @bdev:       blockdevice to close
1296  *
1297  * This is the counterpart to open_bdev_excl().
1298  */
1299 void close_bdev_excl(struct block_device *bdev)
1300 {
1301         bd_release(bdev);
1302         blkdev_put(bdev);
1303 }
1304
1305 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_excl);