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/device_cgroup.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/blkdev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/writeback.h>
  22 #include <linux/mpage.h>
  23 #include <linux/mount.h>
  24 #include <linux/uio.h>
  25 #include <linux/namei.h>
  26 #include <linux/log2.h>
  27 #include <asm/uaccess.h>
  28 #include "internal.h"
  29
  30 struct bdev_inode {
  31         struct block_device bdev;
  32         struct inode vfs_inode;
  33 };
  34
  35 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  36
  37 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  38 {
  39         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  40 }
  41
  42 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  43 {
  44         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  45 }
  46
  47 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  48
  49 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  50 {
  51         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  52         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  53
  54         if (sz) {
  55                 unsigned int size = block_size(bdev);
  56                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  57                 retval = (sz >> sizebits);
  58         }
  59         return retval;
  60 }
  61
  62 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  63 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  64 {
  65         if (bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages == 0)
  66                 return;
  67         invalidate_bh_lrus();
  68         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  69 }
  70
  71 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  72 {
  73         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  74         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
  75                 return -EINVAL;
  76
  77         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
  78         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
  79                 return -EINVAL;
  80
  81         /* Don't change the size if it is same as current */
  82         if (bdev->bd_block_size != size) {
  83                 sync_blockdev(bdev);
  84                 bdev->bd_block_size = size;
  85                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
  86                 kill_bdev(bdev);
  87         }
  88         return 0;
  89 }
  90
  91 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
  92
  93 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
  94 {
  95         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
  96                 return 0;
  97         /* If we get here, we know size is power of two
  98          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
  99         sb->s_blocksize = size;
 100         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 101         return sb->s_blocksize;
 102 }
 103
 104 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 105
 106 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 107 {
 108         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
 109         if (size < minsize)
 110                 size = minsize;
 111         return sb_set_blocksize(sb, size);
 112 }
 113
 114 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 115
 116 static int
 117 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 118                 struct buffer_head *bh, int create)
 119 {
 120         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 121                 if (create)
 122                         return -EIO;
 123
 124                 /*
 125                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 126                  * return a hole, they will have to call get_block again
 127                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 128                  * time
 129                  */
 130                 return 0;
 131         }
 132         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 133         bh->b_blocknr = iblock;
 134         set_buffer_mapped(bh);
 135         return 0;
 136 }
 137
 138 static int
 139 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 140                 struct buffer_head *bh, int create)
 141 {
 142         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 143         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 144
 145         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 146                 max_blocks = end_block - iblock;
 147                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 148                         if (create)
 149                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 150                         /*
 151                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 152                          * a !buffer_mapped buffer
 153                          */
 154                         max_blocks = 0;
 155                 }
 156         }
 157
 158         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 159         bh->b_blocknr = iblock;
 160         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 161         if (max_blocks)
 162                 set_buffer_mapped(bh);
 163         return 0;
 164 }
 165
 166 static ssize_t
 167 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 168                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 169 {
 170         struct file *file = iocb->ki_filp;
 171         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 172
 173         return blockdev_direct_IO_no_locking(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode),
 174                                 iov, offset, nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL);
 175 }
 176
 177 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 178 {
 179         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 180 }
 181
 182 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 183 {
 184         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 185 }
 186
 187 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 188                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 189                         struct page **pagep, void **fsdata)
 190 {
 191         *pagep = NULL;
 192         return block_write_begin(file, mapping, pos, len, flags, pagep, fsdata,
 193                                 blkdev_get_block);
 194 }
 195
 196 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 197                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 198                         struct page *page, void *fsdata)
 199 {
 200         int ret;
 201         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 202
 203         unlock_page(page);
 204         page_cache_release(page);
 205
 206         return ret;
 207 }
 208
 209 /*
 210  * private llseek:
 211  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 212  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 213  */
 214 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 215 {
 216         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 217         loff_t size;
 218         loff_t retval;
 219
 220         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 221         size = i_size_read(bd_inode);
 222
 223         switch (origin) {
 224                 case 2:
 225                         offset += size;
 226                         break;
 227                 case 1:
 228                         offset += file->f_pos;
 229         }
 230         retval = -EINVAL;
 231         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 232                 if (offset != file->f_pos) {
 233                         file->f_pos = offset;
 234                 }
 235                 retval = offset;
 236         }
 237         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 238         return retval;
 239 }
 240
 241 /*
 242  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
 243  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
 244  */
 245
 246 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
 247 {
 248         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
 249 }
 250
 251 /*
 252  * pseudo-fs
 253  */
 254
 255 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 256 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 257
 258 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 259 {
 260         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 261         if (!ei)
 262                 return NULL;
 263         return &ei->vfs_inode;
 264 }
 265
 266 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 267 {
 268         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 269
 270         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
 271         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 272 }
 273
 274 static void init_once(struct kmem_cache * cachep, void *foo)
 275 {
 276         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 277         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 278
 279         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 280         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 281         sema_init(&bdev->bd_mount_sem, 1);
 282         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 283         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 284 #ifdef CONFIG_SYSFS
 285         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
 286 #endif
 287         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 288 }
 289
 290 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 291 {
 292         list_del_init(&inode->i_devices);
 293         inode->i_bdev = NULL;
 294         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 295 }
 296
 297 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
 298 {
 299         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 300         struct list_head *p;
 301         spin_lock(&bdev_lock);
 302         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 303                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 304         }
 305         list_del_init(&bdev->bd_list);
 306         spin_unlock(&bdev_lock);
 307 }
 308
 309 static const struct super_operations bdev_sops = {
 310         .statfs = simple_statfs,
 311         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 312         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 313         .drop_inode = generic_delete_inode,
 314         .clear_inode = bdev_clear_inode,
 315 };
 316
 317 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
 318         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
 319 {
 320         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
 321 }
 322
 323 static struct file_system_type bd_type = {
 324         .name           = "bdev",
 325         .get_sb         = bd_get_sb,
 326         .kill_sb        = kill_anon_super,
 327 };
 328
 329 static struct vfsmount *bd_mnt __read_mostly;
 330 struct super_block *blockdev_superblock;
 331
 332 void __init bdev_cache_init(void)
 333 {
 334         int err;
 335         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 336                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 337                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 338                         init_once);
 339         err = register_filesystem(&bd_type);
 340         if (err)
 341                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 342         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 343         if (IS_ERR(bd_mnt))
 344                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 345         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 346 }
 347
 348 /*
 349  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 350  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 351  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 352  */
 353 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 354 {
 355         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 356 }
 357
 358 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 359 {
 360         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 361 }
 362
 363 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 364 {
 365         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 366         return 0;
 367 }
 368
 369 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 370
 371 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 372 {
 373         struct block_device *bdev;
 374         struct inode *inode;
 375
 376         inode = iget5_locked(bd_mnt->mnt_sb, hash(dev),
 377                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 378
 379         if (!inode)
 380                 return NULL;
 381
 382         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 383
 384         if (inode->i_state & I_NEW) {
 385                 bdev->bd_contains = NULL;
 386                 bdev->bd_inode = inode;
 387                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 388                 bdev->bd_part_count = 0;
 389                 bdev->bd_invalidated = 0;
 390                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 391                 inode->i_rdev = dev;
 392                 inode->i_bdev = bdev;
 393                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 394                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 395                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 396                 spin_lock(&bdev_lock);
 397                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 398                 spin_unlock(&bdev_lock);
 399                 unlock_new_inode(inode);
 400         }
 401         return bdev;
 402 }
 403
 404 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 405
 406 long nr_blockdev_pages(void)
 407 {
 408         struct block_device *bdev;
 409         long ret = 0;
 410         spin_lock(&bdev_lock);
 411         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 412                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 413         }
 414         spin_unlock(&bdev_lock);
 415         return ret;
 416 }
 417
 418 void bdput(struct block_device *bdev)
 419 {
 420         iput(bdev->bd_inode);
 421 }
 422
 423 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 424
 425 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 426 {
 427         struct block_device *bdev;
 428
 429         spin_lock(&bdev_lock);
 430         bdev = inode->i_bdev;
 431         if (bdev) {
 432                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 433                 spin_unlock(&bdev_lock);
 434                 return bdev;
 435         }
 436         spin_unlock(&bdev_lock);
 437
 438         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 439         if (bdev) {
 440                 spin_lock(&bdev_lock);
 441                 if (!inode->i_bdev) {
 442                         /*
 443                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
 444                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 445                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 446                          * without igrab().
 447                          */
 448                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 449                         inode->i_bdev = bdev;
 450                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 451                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 452                 }
 453                 spin_unlock(&bdev_lock);
 454         }
 455         return bdev;
 456 }
 457
 458 /* Call when you free inode */
 459
 460 void bd_forget(struct inode *inode)
 461 {
 462         struct block_device *bdev = NULL;
 463
 464         spin_lock(&bdev_lock);
 465         if (inode->i_bdev) {
 466                 if (inode->i_sb != blockdev_superblock)
 467                         bdev = inode->i_bdev;
 468                 __bd_forget(inode);
 469         }
 470         spin_unlock(&bdev_lock);
 471
 472         if (bdev)
 473                 iput(bdev->bd_inode);
 474 }
 475
 476 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 477 {
 478         int res;
 479         spin_lock(&bdev_lock);
 480
 481         /* first decide result */
 482         if (bdev->bd_holder == holder)
 483                 res = 0;         /* already a holder */
 484         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 485                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
 486         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 487                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
 488
 489         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
 490                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
 491         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
 492                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
 493         else
 494                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
 495
 496         /* now impose change */
 497         if (res==0) {
 498                 /* note that for a whole device bd_holders
 499                  * will be incremented twice, and bd_holder will
 500                  * be set to bd_claim before being set to holder
 501                  */
 502                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
 503                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
 504                 bdev->bd_holders++;
 505                 bdev->bd_holder = holder;
 506         }
 507         spin_unlock(&bdev_lock);
 508         return res;
 509 }
 510
 511 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
 512
 513 void bd_release(struct block_device *bdev)
 514 {
 515         spin_lock(&bdev_lock);
 516         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
 517                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
 518         if (!--bdev->bd_holders)
 519                 bdev->bd_holder = NULL;
 520         spin_unlock(&bdev_lock);
 521 }
 522
 523 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
 524
 525 #ifdef CONFIG_SYSFS
 526 /*
 527  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
 528  *
 529  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
 530  *     and the kobject has a parent directory,
 531  *     following symlinks are created:
 532  *        o from the kobject to the claimed bdev
 533  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
 534  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
 535  *
 536  *     Example:
 537  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
 538  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
 539  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 540  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 541  */
 542
 543 static struct kobject *bdev_get_kobj(struct block_device *bdev)
 544 {
 545         if (bdev->bd_contains != bdev)
 546                 return kobject_get(&bdev->bd_part->dev.kobj);
 547         else
 548                 return kobject_get(&bdev->bd_disk->dev.kobj);
 549 }
 550
 551 static struct kobject *bdev_get_holder(struct block_device *bdev)
 552 {
 553         if (bdev->bd_contains != bdev)
 554                 return kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 555         else
 556                 return kobject_get(bdev->bd_disk->holder_dir);
 557 }
 558
 559 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 560 {
 561         if (!from || !to)
 562                 return 0;
 563         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 564 }
 565
 566 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 567 {
 568         if (!from || !to)
 569                 return;
 570         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 571 }
 572
 573 /*
 574  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
 575  * bd_claim_by_kobject.
 576  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
 577  */
 578 struct bd_holder {
 579         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
 580         int count;              /* references from the holder */
 581         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
 582         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
 583         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
 584         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
 585 };
 586
 587 /*
 588  * Get references of related kobjects at once.
 589  * Returns 1 on success. 0 on failure.
 590  *
 591  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
 592  */
 593 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
 594                         struct bd_holder *bo)
 595 {
 596         if (!bdev || !bo)
 597                 return 0;
 598
 599         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
 600         if (!bo->sdir)
 601                 return 0;
 602
 603         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
 604         if (!bo->hdev)
 605                 goto fail_put_sdir;
 606
 607         bo->sdev = bdev_get_kobj(bdev);
 608         if (!bo->sdev)
 609                 goto fail_put_hdev;
 610
 611         bo->hdir = bdev_get_holder(bdev);
 612         if (!bo->hdir)
 613                 goto fail_put_sdev;
 614
 615         return 1;
 616
 617 fail_put_sdev:
 618         kobject_put(bo->sdev);
 619 fail_put_hdev:
 620         kobject_put(bo->hdev);
 621 fail_put_sdir:
 622         kobject_put(bo->sdir);
 623
 624         return 0;
 625 }
 626
 627 /* Put references of related kobjects at once. */
 628 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
 629 {
 630         kobject_put(bo->hdir);
 631         kobject_put(bo->sdev);
 632         kobject_put(bo->hdev);
 633         kobject_put(bo->sdir);
 634 }
 635
 636 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
 637 {
 638         struct bd_holder *bo;
 639
 640         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
 641         if (!bo)
 642                 return NULL;
 643
 644         bo->count = 1;
 645         bo->sdir = kobj;
 646
 647         return bo;
 648 }
 649
 650 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
 651 {
 652         kfree(bo);
 653 }
 654
 655 /**
 656  * find_bd_holder - find matching struct bd_holder from the block device
 657  *
 658  * @bdev:       struct block device to be searched
 659  * @bo:         target struct bd_holder
 660  *
 661  * Returns matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list.
 662  * If found, increment the reference count and return the pointer.
 663  * If not found, returns NULL.
 664  */
 665 static struct bd_holder *find_bd_holder(struct block_device *bdev,
 666                                         struct bd_holder *bo)
 667 {
 668         struct bd_holder *tmp;
 669
 670         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list)
 671                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
 672                         tmp->count++;
 673                         return tmp;
 674                 }
 675
 676         return NULL;
 677 }
 678
 679 /**
 680  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 681  *
 682  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 683  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
 684  *
 685  * Add @bo to @bdev->bd_holder_list, create symlinks.
 686  *
 687  * Returns 0 if symlinks are created.
 688  * Returns -ve if something fails.
 689  */
 690 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
 691 {
 692         int err;
 693
 694         if (!bo)
 695                 return -EINVAL;
 696
 697         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
 698                 return -EBUSY;
 699
 700         err = add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 701         if (err)
 702                 return err;
 703
 704         err = add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 705         if (err) {
 706                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 707                 return err;
 708         }
 709
 710         list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
 711         return 0;
 712 }
 713
 714 /**
 715  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 716  *
 717  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 718  * @kobj:       holder's kobject
 719  *
 720  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
 721  * and no other bd_claim() from the same kobject,
 722  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
 723  *
 724  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
 725  * and ready to be freed.
 726  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
 727  * by the same kobject.
 728  */
 729 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
 730                                         struct kobject *kobj)
 731 {
 732         struct bd_holder *bo;
 733
 734         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
 735                 if (bo->sdir == kobj) {
 736                         bo->count--;
 737                         BUG_ON(bo->count < 0);
 738                         if (!bo->count) {
 739                                 list_del(&bo->list);
 740                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 741                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 742                                 bd_holder_release_dirs(bo);
 743                                 return bo;
 744                         }
 745                         break;
 746                 }
 747         }
 748
 749         return NULL;
 750 }
 751
 752 /**
 753  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
 754  *
 755  * @bdev:       block device to be claimed
 756  * @holder:     holder's signature
 757  * @kobj:       holder's kobject
 758  *
 759  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
 760  * the bdev and the holder's kobject.
 761  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
 762  *
 763  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
 764  * Returns errno on failure.
 765  */
 766 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
 767                                 struct kobject *kobj)
 768 {
 769         int err;
 770         struct bd_holder *bo, *found;
 771
 772         if (!kobj)
 773                 return -EINVAL;
 774
 775         bo = alloc_bd_holder(kobj);
 776         if (!bo)
 777                 return -ENOMEM;
 778
 779         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 780
 781         err = bd_claim(bdev, holder);
 782         if (err)
 783                 goto fail;
 784
 785         found = find_bd_holder(bdev, bo);
 786         if (found)
 787                 goto fail;
 788
 789         err = add_bd_holder(bdev, bo);
 790         if (err)
 791                 bd_release(bdev);
 792         else
 793                 bo = NULL;
 794 fail:
 795         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 796         free_bd_holder(bo);
 797         return err;
 798 }
 799
 800 /**
 801  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
 802  *
 803  * @bdev:       block device to be released
 804  * @kobj:       holder's kobject
 805  *
 806  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
 807  */
 808 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
 809                                         struct kobject *kobj)
 810 {
 811         if (!kobj)
 812                 return;
 813
 814         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 815         bd_release(bdev);
 816         free_bd_holder(del_bd_holder(bdev, kobj));
 817         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 818 }
 819
 820 /**
 821  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
 822  *
 823  * @bdev:       block device to be claimed
 824  * @holder:     holder's signature
 825  * @disk:       holder's gendisk
 826  *
 827  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
 828  */
 829 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
 830                         struct gendisk *disk)
 831 {
 832         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
 833 }
 834 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
 835
 836 /**
 837  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
 838  *
 839  * @bdev:       block device to be claimed
 840  * @disk:       holder's gendisk
 841  *
 842  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
 843  */
 844 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 845 {
 846         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
 847         kobject_put(disk->slave_dir);
 848 }
 849 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
 850 #endif
 851
 852 /*
 853  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
 854  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
 855  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
 856  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
 857  * your API.
 858  */
 859 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
 860 {
 861         struct block_device *bdev = bdget(dev);
 862         int err = -ENOMEM;
 863         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
 864         if (bdev)
 865                 err = blkdev_get(bdev, mode, flags);
 866         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
 867 }
 868
 869 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
 870
 871 /*
 872  * This routine checks whether a removable media has been changed,
 873  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
 874  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
 875  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
 876  * is the best way of combining speed and utility, I think.
 877  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
 878  * to lose :-)
 879  */
 880 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
 881 {
 882         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 883         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
 884
 885         if (!bdops->media_changed)
 886                 return 0;
 887         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
 888                 return 0;
 889
 890         if (__invalidate_device(bdev))
 891                 printk("VFS: busy inodes on changed media.\n");
 892
 893         if (bdops->revalidate_disk)
 894                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
 895         if (bdev->bd_disk->minors > 1)
 896                 bdev->bd_invalidated = 1;
 897         return 1;
 898 }
 899
 900 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
 901
 902 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
 903 {
 904         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
 905
 906         bdev->bd_inode->i_size = size;
 907         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
 908                 if (size & bsize)
 909                         break;
 910                 bsize <<= 1;
 911         }
 912         bdev->bd_block_size = bsize;
 913         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 914 }
 915 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
 916
 917 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags,
 918                         int for_part);
 919 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, int for_part);
 920
 921 /*
 922  * bd_mutex locking:
 923  *
 924  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
 925  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
 926  */
 927
 928 static int do_open(struct block_device *bdev, struct file *file, int for_part)
 929 {
 930         struct module *owner = NULL;
 931         struct gendisk *disk;
 932         int ret;
 933         int part;
 934         int perm = 0;
 935
 936         if (file->f_mode & FMODE_READ)
 937                 perm |= MAY_READ;
 938         if (file->f_mode & FMODE_WRITE)
 939                 perm |= MAY_WRITE;
 940         /*
 941          * hooks: /n/, see "layering violations".
 942          */
 943         ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
 944         if (ret != 0)
 945                 return ret;
 946
 947         ret = -ENXIO;
 948         file->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 949         lock_kernel();
 950         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &part);
 951         if (!disk) {
 952                 unlock_kernel();
 953                 bdput(bdev);
 954                 return ret;
 955         }
 956         owner = disk->fops->owner;
 957
 958         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
 959         if (!bdev->bd_openers) {
 960                 bdev->bd_disk = disk;
 961                 bdev->bd_contains = bdev;
 962                 if (!part) {
 963                         struct backing_dev_info *bdi;
 964                         if (disk->fops->open) {
 965                                 ret = disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
 966                                 if (ret)
 967                                         goto out_first;
 968                         }
 969                         if (!bdev->bd_openers) {
 970                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
 971                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
 972                                 if (bdi == NULL)
 973                                         bdi = &default_backing_dev_info;
 974                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
 975                         }
 976                         if (bdev->bd_invalidated)
 977                                 rescan_partitions(disk, bdev);
 978                 } else {
 979                         struct hd_struct *p;
 980                         struct block_device *whole;
 981                         whole = bdget_disk(disk, 0);
 982                         ret = -ENOMEM;
 983                         if (!whole)
 984                                 goto out_first;
 985                         BUG_ON(for_part);
 986                         ret = __blkdev_get(whole, file->f_mode, file->f_flags, 1);
 987                         if (ret)
 988                                 goto out_first;
 989                         bdev->bd_contains = whole;
 990                         p = disk->part[part - 1];
 991                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
 992                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
 993                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) || !p || !p->nr_sects) {
 994                                 ret = -ENXIO;
 995                                 goto out_first;
 996                         }
 997                         kobject_get(&p->dev.kobj);
 998                         bdev->bd_part = p;
 999                         bd_set_size(bdev, (loff_t) p->nr_sects << 9);
1000                 }
1001         } else {
1002                 put_disk(disk);
1003                 module_put(owner);
1004                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1005                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
1006                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
1007                                 if (ret)
1008                                         goto out;
1009                         }
1010                         if (bdev->bd_invalidated)
1011                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1012                 }
1013         }
1014         bdev->bd_openers++;
1015         if (for_part)
1016                 bdev->bd_part_count++;
1017         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1018         unlock_kernel();
1019         return 0;
1020
1021 out_first:
1022         bdev->bd_disk = NULL;
1023         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1024         if (bdev != bdev->bd_contains)
1025                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, 1);
1026         bdev->bd_contains = NULL;
1027         put_disk(disk);
1028         module_put(owner);
1029 out:
1030         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1031         unlock_kernel();
1032         if (ret)
1033                 bdput(bdev);
1034         return ret;
1035 }
1036
1037 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags,
1038                         int for_part)
1039 {
1040         /*
1041          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1042          * It will go away.
1043          * For now, block device ->open() routine must _not_
1044          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1045          */
1046         struct file fake_file = {};
1047         struct dentry fake_dentry = {};
1048         fake_file.f_mode = mode;
1049         fake_file.f_flags = flags;
1050         fake_file.f_path.dentry = &fake_dentry;
1051         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1052
1053         return do_open(bdev, &fake_file, for_part);
1054 }
1055
1056 int blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1057 {
1058         return __blkdev_get(bdev, mode, flags, 0);
1059 }
1060 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1061
1062 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1063 {
1064         struct block_device *bdev;
1065         int res;
1066
1067         /*
1068          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1069          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1070          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1071          * during an unstable branch.
1072          */
1073         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1074
1075         bdev = bd_acquire(inode);
1076         if (bdev == NULL)
1077                 return -ENOMEM;
1078
1079         res = do_open(bdev, filp, 0);
1080         if (res)
1081                 return res;
1082
1083         if (!(filp->f_flags & O_EXCL) )
1084                 return 0;
1085
1086         if (!(res = bd_claim(bdev, filp)))
1087                 return 0;
1088
1089         blkdev_put(bdev);
1090         return res;
1091 }
1092
1093 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, int for_part)
1094 {
1095         int ret = 0;
1096         struct inode *bd_inode = bdev->bd_inode;
1097         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1098         struct block_device *victim = NULL;
1099
1100         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1101         lock_kernel();
1102         if (for_part)
1103                 bdev->bd_part_count--;
1104
1105         if (!--bdev->bd_openers) {
1106                 sync_blockdev(bdev);
1107                 kill_bdev(bdev);
1108         }
1109         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1110                 if (disk->fops->release)
1111                         ret = disk->fops->release(bd_inode, NULL);
1112         }
1113         if (!bdev->bd_openers) {
1114                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1115
1116                 put_disk(disk);
1117                 module_put(owner);
1118
1119                 if (bdev->bd_contains != bdev) {
1120                         kobject_put(&bdev->bd_part->dev.kobj);
1121                         bdev->bd_part = NULL;
1122                 }
1123                 bdev->bd_disk = NULL;
1124                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1125                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1126                         victim = bdev->bd_contains;
1127                 bdev->bd_contains = NULL;
1128         }
1129         unlock_kernel();
1130         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1131         bdput(bdev);
1132         if (victim)
1133                 __blkdev_put(victim, 1);
1134         return ret;
1135 }
1136
1137 int blkdev_put(struct block_device *bdev)
1138 {
1139         return __blkdev_put(bdev, 0);
1140 }
1141 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1142
1143 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1144 {
1145         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1146         if (bdev->bd_holder == filp)
1147                 bd_release(bdev);
1148         return blkdev_put(bdev);
1149 }
1150
1151 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1152 {
1153         return blkdev_ioctl(file->f_mapping->host, file, cmd, arg);
1154 }
1155
1156 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1157         .readpage       = blkdev_readpage,
1158         .writepage      = blkdev_writepage,
1159         .sync_page      = block_sync_page,
1160         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1161         .write_end      = blkdev_write_end,
1162         .writepages     = generic_writepages,
1163         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1164 };
1165
1166 const struct file_operations def_blk_fops = {
1167         .open           = blkdev_open,
1168         .release        = blkdev_close,
1169         .llseek         = block_llseek,
1170         .read           = do_sync_read,
1171         .write          = do_sync_write,
1172         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1173         .aio_write      = generic_file_aio_write_nolock,
1174         .mmap           = generic_file_mmap,
1175         .fsync          = block_fsync,
1176         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1177 #ifdef CONFIG_COMPAT
1178         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1179 #endif
1180         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1181         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1182 };
1183
1184 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1185 {
1186         int res;
1187         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1188         set_fs(KERNEL_DS);
1189         res = blkdev_ioctl(bdev->bd_inode, NULL, cmd, arg);
1190         set_fs(old_fs);
1191         return res;
1192 }
1193
1194 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1195
1196 /**
1197  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1198  *
1199  * @path:       special file representing the block device
1200  *
1201  * Get a reference to the blockdevice at @path in the current
1202  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1203  * otherwise.
1204  */
1205 struct block_device *lookup_bdev(const char *path)
1206 {
1207         struct block_device *bdev;
1208         struct inode *inode;
1209         struct nameidata nd;
1210         int error;
1211
1212         if (!path || !*path)
1213                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1214
1215         error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
1216         if (error)
1217                 return ERR_PTR(error);
1218
1219         inode = nd.path.dentry->d_inode;
1220         error = -ENOTBLK;
1221         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1222                 goto fail;
1223         error = -EACCES;
1224         if (nd.path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1225                 goto fail;
1226         error = -ENOMEM;
1227         bdev = bd_acquire(inode);
1228         if (!bdev)
1229                 goto fail;
1230 out:
1231         path_put(&nd.path);
1232         return bdev;
1233 fail:
1234         bdev = ERR_PTR(error);
1235         goto out;
1236 }
1237
1238 /**
1239  * open_bdev_excl  -  open a block device by name and set it up for use
1240  *
1241  * @path:       special file representing the block device
1242  * @flags:      %MS_RDONLY for opening read-only
1243  * @holder:     owner for exclusion
1244  *
1245  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1246  * for the @holder.
1247  */
1248 struct block_device *open_bdev_excl(const char *path, int flags, void *holder)
1249 {
1250         struct block_device *bdev;
1251         mode_t mode = FMODE_READ;
1252         int error = 0;
1253
1254         bdev = lookup_bdev(path);
1255         if (IS_ERR(bdev))
1256                 return bdev;
1257
1258         if (!(flags & MS_RDONLY))
1259                 mode |= FMODE_WRITE;
1260         error = blkdev_get(bdev, mode, 0);
1261         if (error)
1262                 return ERR_PTR(error);
1263         error = -EACCES;
1264         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(bdev))
1265                 goto blkdev_put;
1266         error = bd_claim(bdev, holder);
1267         if (error)
1268                 goto blkdev_put;
1269
1270         return bdev;
1271
1272 blkdev_put:
1273         blkdev_put(bdev);
1274         return ERR_PTR(error);
1275 }
1276
1277 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_excl);
1278
1279 /**
1280  * close_bdev_excl  -  release a blockdevice openen by open_bdev_excl()
1281  *
1282  * @bdev:       blockdevice to close
1283  *
1284  * This is the counterpart to open_bdev_excl().
1285  */
1286 void close_bdev_excl(struct block_device *bdev)
1287 {
1288         bd_release(bdev);
1289         blkdev_put(bdev);
1290 }
1291
1292 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_excl);
1293
1294 int __invalidate_device(struct block_device *bdev)
1295 {
1296         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1297         int res = 0;
1298
1299         if (sb) {
1300                 /*
1301                  * no need to lock the super, get_super holds the
1302                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1303                  * under us (->put_super runs with the write lock
1304                  * hold).
1305                  */
1306                 shrink_dcache_sb(sb);
1307                 res = invalidate_inodes(sb);
1308                 drop_super(sb);
1309         }
1310         invalidate_bdev(bdev);
1311         return res;
1312 }
1313 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);