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(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 int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 544 {
 545         if (!from || !to)
 546                 return 0;
 547         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 548 }
 549
 550 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 551 {
 552         if (!from || !to)
 553                 return;
 554         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 555 }
 556
 557 /*
 558  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
 559  * bd_claim_by_kobject.
 560  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
 561  */
 562 struct bd_holder {
 563         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
 564         int count;              /* references from the holder */
 565         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
 566         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
 567         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
 568         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
 569 };
 570
 571 /*
 572  * Get references of related kobjects at once.
 573  * Returns 1 on success. 0 on failure.
 574  *
 575  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
 576  */
 577 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
 578                         struct bd_holder *bo)
 579 {
 580         if (!bdev || !bo)
 581                 return 0;
 582
 583         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
 584         if (!bo->sdir)
 585                 return 0;
 586
 587         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
 588         if (!bo->hdev)
 589                 goto fail_put_sdir;
 590
 591         bo->sdev = kobject_get(&part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 592         if (!bo->sdev)
 593                 goto fail_put_hdev;
 594
 595         bo->hdir = kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 596         if (!bo->hdir)
 597                 goto fail_put_sdev;
 598
 599         return 1;
 600
 601 fail_put_sdev:
 602         kobject_put(bo->sdev);
 603 fail_put_hdev:
 604         kobject_put(bo->hdev);
 605 fail_put_sdir:
 606         kobject_put(bo->sdir);
 607
 608         return 0;
 609 }
 610
 611 /* Put references of related kobjects at once. */
 612 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
 613 {
 614         kobject_put(bo->hdir);
 615         kobject_put(bo->sdev);
 616         kobject_put(bo->hdev);
 617         kobject_put(bo->sdir);
 618 }
 619
 620 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
 621 {
 622         struct bd_holder *bo;
 623
 624         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
 625         if (!bo)
 626                 return NULL;
 627
 628         bo->count = 1;
 629         bo->sdir = kobj;
 630
 631         return bo;
 632 }
 633
 634 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
 635 {
 636         kfree(bo);
 637 }
 638
 639 /**
 640  * find_bd_holder - find matching struct bd_holder from the block device
 641  *
 642  * @bdev:       struct block device to be searched
 643  * @bo:         target struct bd_holder
 644  *
 645  * Returns matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list.
 646  * If found, increment the reference count and return the pointer.
 647  * If not found, returns NULL.
 648  */
 649 static struct bd_holder *find_bd_holder(struct block_device *bdev,
 650                                         struct bd_holder *bo)
 651 {
 652         struct bd_holder *tmp;
 653
 654         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list)
 655                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
 656                         tmp->count++;
 657                         return tmp;
 658                 }
 659
 660         return NULL;
 661 }
 662
 663 /**
 664  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 665  *
 666  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 667  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
 668  *
 669  * Add @bo to @bdev->bd_holder_list, create symlinks.
 670  *
 671  * Returns 0 if symlinks are created.
 672  * Returns -ve if something fails.
 673  */
 674 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
 675 {
 676         int err;
 677
 678         if (!bo)
 679                 return -EINVAL;
 680
 681         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
 682                 return -EBUSY;
 683
 684         err = add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 685         if (err)
 686                 return err;
 687
 688         err = add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 689         if (err) {
 690                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 691                 return err;
 692         }
 693
 694         list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
 695         return 0;
 696 }
 697
 698 /**
 699  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 700  *
 701  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 702  * @kobj:       holder's kobject
 703  *
 704  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
 705  * and no other bd_claim() from the same kobject,
 706  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
 707  *
 708  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
 709  * and ready to be freed.
 710  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
 711  * by the same kobject.
 712  */
 713 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
 714                                         struct kobject *kobj)
 715 {
 716         struct bd_holder *bo;
 717
 718         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
 719                 if (bo->sdir == kobj) {
 720                         bo->count--;
 721                         BUG_ON(bo->count < 0);
 722                         if (!bo->count) {
 723                                 list_del(&bo->list);
 724                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 725                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 726                                 bd_holder_release_dirs(bo);
 727                                 return bo;
 728                         }
 729                         break;
 730                 }
 731         }
 732
 733         return NULL;
 734 }
 735
 736 /**
 737  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
 738  *
 739  * @bdev:       block device to be claimed
 740  * @holder:     holder's signature
 741  * @kobj:       holder's kobject
 742  *
 743  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
 744  * the bdev and the holder's kobject.
 745  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
 746  *
 747  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
 748  * Returns errno on failure.
 749  */
 750 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
 751                                 struct kobject *kobj)
 752 {
 753         int err;
 754         struct bd_holder *bo, *found;
 755
 756         if (!kobj)
 757                 return -EINVAL;
 758
 759         bo = alloc_bd_holder(kobj);
 760         if (!bo)
 761                 return -ENOMEM;
 762
 763         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 764
 765         err = bd_claim(bdev, holder);
 766         if (err)
 767                 goto fail;
 768
 769         found = find_bd_holder(bdev, bo);
 770         if (found)
 771                 goto fail;
 772
 773         err = add_bd_holder(bdev, bo);
 774         if (err)
 775                 bd_release(bdev);
 776         else
 777                 bo = NULL;
 778 fail:
 779         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 780         free_bd_holder(bo);
 781         return err;
 782 }
 783
 784 /**
 785  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
 786  *
 787  * @bdev:       block device to be released
 788  * @kobj:       holder's kobject
 789  *
 790  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
 791  */
 792 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
 793                                         struct kobject *kobj)
 794 {
 795         if (!kobj)
 796                 return;
 797
 798         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 799         bd_release(bdev);
 800         free_bd_holder(del_bd_holder(bdev, kobj));
 801         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 802 }
 803
 804 /**
 805  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
 806  *
 807  * @bdev:       block device to be claimed
 808  * @holder:     holder's signature
 809  * @disk:       holder's gendisk
 810  *
 811  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
 812  */
 813 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
 814                         struct gendisk *disk)
 815 {
 816         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
 817 }
 818 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
 819
 820 /**
 821  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
 822  *
 823  * @bdev:       block device to be claimed
 824  * @disk:       holder's gendisk
 825  *
 826  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
 827  */
 828 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 829 {
 830         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
 831         kobject_put(disk->slave_dir);
 832 }
 833 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
 834 #endif
 835
 836 /*
 837  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
 838  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
 839  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
 840  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
 841  * your API.
 842  */
 843 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, fmode_t mode)
 844 {
 845         struct block_device *bdev = bdget(dev);
 846         int err = -ENOMEM;
 847         if (bdev)
 848                 err = blkdev_get(bdev, mode);
 849         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
 850 }
 851
 852 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
 853
 854 /**
 855  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 856  *
 857  * @bdev:      struct block device to be flushed
 858  *
 859  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 860  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 861  * resize.
 862  */
 863 static void flush_disk(struct block_device *bdev)
 864 {
 865         if (__invalidate_device(bdev)) {
 866                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 867
 868                 if (bdev->bd_disk)
 869                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 870                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 871                        "resized disk %s\n", name);
 872         }
 873
 874         if (!bdev->bd_disk)
 875                 return;
 876         if (disk_partitionable(bdev->bd_disk))
 877                 bdev->bd_invalidated = 1;
 878 }
 879
 880 /**
 881  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 882  * @disk: struct gendisk to check
 883  * @bdev: struct bdev to adjust.
 884  *
 885  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 886  * and adjusts it if it differs.
 887  */
 888 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 889 {
 890         loff_t disk_size, bdev_size;
 891
 892         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 893         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 894         if (disk_size != bdev_size) {
 895                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 896
 897                 disk_name(disk, 0, name);
 898                 printk(KERN_INFO
 899                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 900                        name, bdev_size, disk_size);
 901                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 902                 flush_disk(bdev);
 903         }
 904 }
 905 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
 906
 907 /**
 908  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
 909  * @disk: struct gendisk to be revalidated
 910  *
 911  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
 912  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
 913  * for all revalidate_disk operations.
 914  */
 915 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
 916 {
 917         struct block_device *bdev;
 918         int ret = 0;
 919
 920         if (disk->fops->revalidate_disk)
 921                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
 922
 923         bdev = bdget_disk(disk, 0);
 924         if (!bdev)
 925                 return ret;
 926
 927         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 928         check_disk_size_change(disk, bdev);
 929         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 930         bdput(bdev);
 931         return ret;
 932 }
 933 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
 934
 935 /*
 936  * This routine checks whether a removable media has been changed,
 937  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
 938  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
 939  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
 940  * is the best way of combining speed and utility, I think.
 941  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
 942  * to lose :-)
 943  */
 944 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
 945 {
 946         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 947         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
 948
 949         if (!bdops->media_changed)
 950                 return 0;
 951         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
 952                 return 0;
 953
 954         flush_disk(bdev);
 955         if (bdops->revalidate_disk)
 956                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
 957         return 1;
 958 }
 959
 960 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
 961
 962 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
 963 {
 964         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
 965
 966         bdev->bd_inode->i_size = size;
 967         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
 968                 if (size & bsize)
 969                         break;
 970                 bsize <<= 1;
 971         }
 972         bdev->bd_block_size = bsize;
 973         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 974 }
 975 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
 976
 977 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
 978
 979 /*
 980  * bd_mutex locking:
 981  *
 982  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
 983  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
 984  */
 985
 986 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
 987 {
 988         struct gendisk *disk;
 989         int ret;
 990         int partno;
 991         int perm = 0;
 992
 993         if (mode & FMODE_READ)
 994                 perm |= MAY_READ;
 995         if (mode & FMODE_WRITE)
 996                 perm |= MAY_WRITE;
 997         /*
 998          * hooks: /n/, see "layering violations".
 999          */
1000         ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1001         if (ret != 0) {
1002                 bdput(bdev);
1003                 return ret;
1004         }
1005
1006         lock_kernel();
1007
1008         ret = -ENXIO;
1009         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1010         if (!disk)
1011                 goto out_unlock_kernel;
1012
1013         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1014         if (!bdev->bd_openers) {
1015                 bdev->bd_disk = disk;
1016                 bdev->bd_contains = bdev;
1017                 if (!partno) {
1018                         struct backing_dev_info *bdi;
1019
1020                         ret = -ENXIO;
1021                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1022                         if (!bdev->bd_part)
1023                                 goto out_clear;
1024
1025                         if (disk->fops->open) {
1026                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1027                                 if (ret)
1028                                         goto out_clear;
1029                         }
1030                         if (!bdev->bd_openers) {
1031                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1032                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1033                                 if (bdi == NULL)
1034                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1035                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
1036                         }
1037                         if (bdev->bd_invalidated)
1038                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1039                 } else {
1040                         struct block_device *whole;
1041                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1042                         ret = -ENOMEM;
1043                         if (!whole)
1044                                 goto out_clear;
1045                         BUG_ON(for_part);
1046                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1047                         if (ret)
1048                                 goto out_clear;
1049                         bdev->bd_contains = whole;
1050                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
1051                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
1052                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1053                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1054                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1055                                 ret = -ENXIO;
1056                                 goto out_clear;
1057                         }
1058                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1059                 }
1060         } else {
1061                 put_disk(disk);
1062                 module_put(disk->fops->owner);
1063                 disk = NULL;
1064                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1065                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
1066                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1067                                 if (ret)
1068                                         goto out_unlock_bdev;
1069                         }
1070                         if (bdev->bd_invalidated)
1071                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1072                 }
1073         }
1074         bdev->bd_openers++;
1075         if (for_part)
1076                 bdev->bd_part_count++;
1077         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1078         unlock_kernel();
1079         return 0;
1080
1081  out_clear:
1082         disk_put_part(bdev->bd_part);
1083         bdev->bd_disk = NULL;
1084         bdev->bd_part = NULL;
1085         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1086         if (bdev != bdev->bd_contains)
1087                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1088         bdev->bd_contains = NULL;
1089  out_unlock_bdev:
1090         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1091  out_unlock_kernel:
1092         unlock_kernel();
1093
1094         if (disk)
1095                 module_put(disk->fops->owner);
1096         put_disk(disk);
1097         bdput(bdev);
1098
1099         return ret;
1100 }
1101
1102 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1103 {
1104         return __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1105 }
1106 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
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         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1122                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1123         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1124                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1125         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1126                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1127
1128         bdev = bd_acquire(inode);
1129         if (bdev == NULL)
1130                 return -ENOMEM;
1131
1132         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1133
1134         res = blkdev_get(bdev, filp->f_mode);
1135         if (res)
1136                 return res;
1137
1138         if (filp->f_mode & FMODE_EXCL) {
1139                 res = bd_claim(bdev, filp);
1140                 if (res)
1141                         goto out_blkdev_put;
1142         }
1143
1144         return 0;
1145
1146  out_blkdev_put:
1147         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1148         return res;
1149 }
1150
1151 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1152 {
1153         int ret = 0;
1154         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1155         struct block_device *victim = NULL;
1156
1157         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1158         lock_kernel();
1159         if (for_part)
1160                 bdev->bd_part_count--;
1161
1162         if (!--bdev->bd_openers) {
1163                 sync_blockdev(bdev);
1164                 kill_bdev(bdev);
1165         }
1166         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1167                 if (disk->fops->release)
1168                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1169         }
1170         if (!bdev->bd_openers) {
1171                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1172
1173                 put_disk(disk);
1174                 module_put(owner);
1175                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1176                 bdev->bd_part = NULL;
1177                 bdev->bd_disk = NULL;
1178                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1179                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1180                         victim = bdev->bd_contains;
1181                 bdev->bd_contains = NULL;
1182         }
1183         unlock_kernel();
1184         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1185         bdput(bdev);
1186         if (victim)
1187                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1188         return ret;
1189 }
1190
1191 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1192 {
1193         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1194 }
1195 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1196
1197 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1198 {
1199         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1200         if (bdev->bd_holder == filp)
1201                 bd_release(bdev);
1202         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1203 }
1204
1205 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1206 {
1207         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1208         fmode_t mode = file->f_mode;
1209
1210         /*
1211          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1212          * to updated it before every ioctl.
1213          */
1214         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1215                 mode |= FMODE_NDELAY;
1216         else
1217                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1218
1219         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1220 }
1221
1222 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1223         .readpage       = blkdev_readpage,
1224         .writepage      = blkdev_writepage,
1225         .sync_page      = block_sync_page,
1226         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1227         .write_end      = blkdev_write_end,
1228         .writepages     = generic_writepages,
1229         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1230 };
1231
1232 const struct file_operations def_blk_fops = {
1233         .open           = blkdev_open,
1234         .release        = blkdev_close,
1235         .llseek         = block_llseek,
1236         .read           = do_sync_read,
1237         .write          = do_sync_write,
1238         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1239         .aio_write      = generic_file_aio_write_nolock,
1240         .mmap           = generic_file_mmap,
1241         .fsync          = block_fsync,
1242         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1243 #ifdef CONFIG_COMPAT
1244         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1245 #endif
1246         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1247         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1248 };
1249
1250 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1251 {
1252         int res;
1253         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1254         set_fs(KERNEL_DS);
1255         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1256         set_fs(old_fs);
1257         return res;
1258 }
1259
1260 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1261
1262 /**
1263  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1264  * @path:       special file representing the block device
1265  *
1266  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1267  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1268  * otherwise.
1269  */
1270 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1271 {
1272         struct block_device *bdev;
1273         struct inode *inode;
1274         struct path path;
1275         int error;
1276
1277         if (!pathname || !*pathname)
1278                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1279
1280         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1281         if (error)
1282                 return ERR_PTR(error);
1283
1284         inode = path.dentry->d_inode;
1285         error = -ENOTBLK;
1286         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1287                 goto fail;
1288         error = -EACCES;
1289         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1290                 goto fail;
1291         error = -ENOMEM;
1292         bdev = bd_acquire(inode);
1293         if (!bdev)
1294                 goto fail;
1295 out:
1296         path_put(&path);
1297         return bdev;
1298 fail:
1299         bdev = ERR_PTR(error);
1300         goto out;
1301 }
1302 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1303
1304 /**
1305  * open_bdev_exclusive  -  open a block device by name and set it up for use
1306  *
1307  * @path:       special file representing the block device
1308  * @mode:       FMODE_... combination to pass be used
1309  * @holder:     owner for exclusion
1310  *
1311  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1312  * for the @holder.
1313  */
1314 struct block_device *open_bdev_exclusive(const char *path, fmode_t mode, void *holder)
1315 {
1316         struct block_device *bdev;
1317         int error = 0;
1318
1319         bdev = lookup_bdev(path);
1320         if (IS_ERR(bdev))
1321                 return bdev;
1322
1323         error = blkdev_get(bdev, mode);
1324         if (error)
1325                 return ERR_PTR(error);
1326         error = -EACCES;
1327         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev))
1328                 goto blkdev_put;
1329         error = bd_claim(bdev, holder);
1330         if (error)
1331                 goto blkdev_put;
1332
1333         return bdev;
1334
1335 blkdev_put:
1336         blkdev_put(bdev, mode);
1337         return ERR_PTR(error);
1338 }
1339
1340 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_exclusive);
1341
1342 /**
1343  * close_bdev_exclusive  -  close a blockdevice opened by open_bdev_exclusive()
1344  *
1345  * @bdev:       blockdevice to close
1346  * @mode:       mode, must match that used to open.
1347  *
1348  * This is the counterpart to open_bdev_exclusive().
1349  */
1350 void close_bdev_exclusive(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1351 {
1352         bd_release(bdev);
1353         blkdev_put(bdev, mode);
1354 }
1355
1356 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_exclusive);
1357
1358 int __invalidate_device(struct block_device *bdev)
1359 {
1360         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1361         int res = 0;
1362
1363         if (sb) {
1364                 /*
1365                  * no need to lock the super, get_super holds the
1366                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1367                  * under us (->put_super runs with the write lock
1368                  * hold).
1369                  */
1370                 shrink_dcache_sb(sb);
1371                 res = invalidate_inodes(sb);
1372                 drop_super(sb);
1373         }
1374         invalidate_bdev(bdev);
1375         return res;
1376 }
1377 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);