fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/buffer_head.h>
  20 #include <linux/pagevec.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 <linux/kmemleak.h>
  28 #include <asm/uaccess.h>
  29 #include "internal.h"
  30
  31 struct bdev_inode {
  32         struct block_device bdev;
  33         struct inode vfs_inode;
  34 };
  35
  36 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  37
  38 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  39 {
  40         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  41 }
  42
  43 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  44 {
  45         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  46 }
  47
  48 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  49
  50 /*
  51  * move the inode from it's current bdi to the a new bdi. if the inode is dirty
  52  * we need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always
  53  * on the right list.
  54  */
  55 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  56                         struct backing_dev_info *dst)
  57 {
  58         spin_lock(&inode_wb_list_lock);
  59         spin_lock(&inode->i_lock);
  60         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  61         if (inode->i_state & I_DIRTY)
  62                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  63         spin_unlock(&inode->i_lock);
  64         spin_unlock(&inode_wb_list_lock);
  65 }
  66
  67 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  68 {
  69         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  70         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  71
  72         if (sz) {
  73                 unsigned int size = block_size(bdev);
  74                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  75                 retval = (sz >> sizebits);
  76         }
  77         return retval;
  78 }
  79
  80 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  81 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  82 {
  83         if (bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages == 0)
  84                 return;
  85         invalidate_bh_lrus();
  86         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  87 }
  88
  89 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  90 {
  91         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  92         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
  93                 return -EINVAL;
  94
  95         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
  96         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
  97                 return -EINVAL;
  98
  99         /* Don't change the size if it is same as current */
 100         if (bdev->bd_block_size != size) {
 101                 sync_blockdev(bdev);
 102                 bdev->bd_block_size = size;
 103                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 104                 kill_bdev(bdev);
 105         }
 106         return 0;
 107 }
 108
 109 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 110
 111 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 112 {
 113         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 114                 return 0;
 115         /* If we get here, we know size is power of two
 116          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 117         sb->s_blocksize = size;
 118         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 119         return sb->s_blocksize;
 120 }
 121
 122 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 123
 124 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 125 {
 126         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 127         if (size < minsize)
 128                 size = minsize;
 129         return sb_set_blocksize(sb, size);
 130 }
 131
 132 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 133
 134 static int
 135 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 136                 struct buffer_head *bh, int create)
 137 {
 138         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 139                 if (create)
 140                         return -EIO;
 141
 142                 /*
 143                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 144                  * return a hole, they will have to call get_block again
 145                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 146                  * time
 147                  */
 148                 return 0;
 149         }
 150         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 151         bh->b_blocknr = iblock;
 152         set_buffer_mapped(bh);
 153         return 0;
 154 }
 155
 156 static int
 157 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 158                 struct buffer_head *bh, int create)
 159 {
 160         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 161         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 162
 163         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 164                 max_blocks = end_block - iblock;
 165                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 166                         if (create)
 167                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 168                         /*
 169                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 170                          * a !buffer_mapped buffer
 171                          */
 172                         max_blocks = 0;
 173                 }
 174         }
 175
 176         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 177         bh->b_blocknr = iblock;
 178         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 179         if (max_blocks)
 180                 set_buffer_mapped(bh);
 181         return 0;
 182 }
 183
 184 static ssize_t
 185 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 186                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 187 {
 188         struct file *file = iocb->ki_filp;
 189         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 190
 191         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 192                                     nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL, NULL, 0);
 193 }
 194
 195 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 196 {
 197         if (!bdev)
 198                 return 0;
 199         if (!wait)
 200                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 201         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 202 }
 203
 204 /*
 205  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 206  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 207  */
 208 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 209 {
 210         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 211 }
 212 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 213
 214 /*
 215  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 216  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 217  * device.  Takes the superblock lock.
 218  */
 219 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 220 {
 221         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 222         if (sb) {
 223                 int res = sync_filesystem(sb);
 224                 drop_super(sb);
 225                 return res;
 226         }
 227         return sync_blockdev(bdev);
 228 }
 229 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 230
 231 /**
 232  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 233  * @bdev:       blockdevice to lock
 234  *
 235  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 236  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 237  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 238  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 239  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 240  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 241  * actually.
 242  */
 243 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 244 {
 245         struct super_block *sb;
 246         int error = 0;
 247
 248         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 249         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 250                 /*
 251                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 252                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 253                  * thaw_bdev drops it.
 254                  */
 255                 sb = get_super(bdev);
 256                 drop_super(sb);
 257                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 258                 return sb;
 259         }
 260
 261         sb = get_active_super(bdev);
 262         if (!sb)
 263                 goto out;
 264         error = freeze_super(sb);
 265         if (error) {
 266                 deactivate_super(sb);
 267                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 268                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 269                 return ERR_PTR(error);
 270         }
 271         deactivate_super(sb);
 272  out:
 273         sync_blockdev(bdev);
 274         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 275         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 276 }
 277 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 278
 279 /**
 280  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 281  * @bdev:       blockdevice to unlock
 282  * @sb:         associated superblock
 283  *
 284  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 285  */
 286 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 287 {
 288         int error = -EINVAL;
 289
 290         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 291         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 292                 goto out;
 293
 294         error = 0;
 295         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 296                 goto out;
 297
 298         if (!sb)
 299                 goto out;
 300
 301         error = thaw_super(sb);
 302         if (error) {
 303                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 304                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 305                 return error;
 306         }
 307 out:
 308         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 309         return 0;
 310 }
 311 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 312
 313 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 314 {
 315         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 316 }
 317
 318 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 319 {
 320         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 321 }
 322
 323 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 324                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 325                         struct page **pagep, void **fsdata)
 326 {
 327         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 328                                  blkdev_get_block);
 329 }
 330
 331 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 332                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 333                         struct page *page, void *fsdata)
 334 {
 335         int ret;
 336         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 337
 338         unlock_page(page);
 339         page_cache_release(page);
 340
 341         return ret;
 342 }
 343
 344 /*
 345  * private llseek:
 346  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 347  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 348  */
 349 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 350 {
 351         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 352         loff_t size;
 353         loff_t retval;
 354
 355         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 356         size = i_size_read(bd_inode);
 357
 358         switch (origin) {
 359                 case 2:
 360                         offset += size;
 361                         break;
 362                 case 1:
 363                         offset += file->f_pos;
 364         }
 365         retval = -EINVAL;
 366         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 367                 if (offset != file->f_pos) {
 368                         file->f_pos = offset;
 369                 }
 370                 retval = offset;
 371         }
 372         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 373         return retval;
 374 }
 375
 376 int blkdev_fsync(struct file *filp, int datasync)
 377 {
 378         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 379         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 380         int error;
 381
 382         /*
 383          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 384          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 385          * O_SYNC writers to a block device.
 386          */
 387         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 388
 389         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 390         if (error == -EOPNOTSUPP)
 391                 error = 0;
 392
 393         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 394
 395         return error;
 396 }
 397 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 398
 399 /*
 400  * pseudo-fs
 401  */
 402
 403 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 404 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 405
 406 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 407 {
 408         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 409         if (!ei)
 410                 return NULL;
 411         return &ei->vfs_inode;
 412 }
 413
 414 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 415 {
 416         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 417         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 418
 419         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_dentry);
 420         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 421 }
 422
 423 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 424 {
 425         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 426 }
 427
 428 static void init_once(void *foo)
 429 {
 430         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 431         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 432
 433         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 434         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 435         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 436         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 437 #ifdef CONFIG_SYSFS
 438         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 439 #endif
 440         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 441         /* Initialize mutex for freeze. */
 442         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 443 }
 444
 445 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 446 {
 447         list_del_init(&inode->i_devices);
 448         inode->i_bdev = NULL;
 449         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 450 }
 451
 452 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 453 {
 454         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 455         struct list_head *p;
 456         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 457         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 458         end_writeback(inode);
 459         spin_lock(&bdev_lock);
 460         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 461                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 462         }
 463         list_del_init(&bdev->bd_list);
 464         spin_unlock(&bdev_lock);
 465 }
 466
 467 static const struct super_operations bdev_sops = {
 468         .statfs = simple_statfs,
 469         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 470         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 471         .drop_inode = generic_delete_inode,
 472         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 473 };
 474
 475 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 476         int flags, const char *dev_name, void *data)
 477 {
 478         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, 0x62646576);
 479 }
 480
 481 static struct file_system_type bd_type = {
 482         .name           = "bdev",
 483         .mount          = bd_mount,
 484         .kill_sb        = kill_anon_super,
 485 };
 486
 487 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 488
 489 void __init bdev_cache_init(void)
 490 {
 491         int err;
 492         struct vfsmount *bd_mnt;
 493
 494         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 495                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 496                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 497                         init_once);
 498         err = register_filesystem(&bd_type);
 499         if (err)
 500                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 501         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 502         if (IS_ERR(bd_mnt))
 503                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 504         /*
 505          * This vfsmount structure is only used to obtain the
 506          * blockdev_superblock, so tell kmemleak not to report it.
 507          */
 508         kmemleak_not_leak(bd_mnt);
 509         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 510 }
 511
 512 /*
 513  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 514  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 515  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 516  */
 517 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 518 {
 519         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 520 }
 521
 522 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 523 {
 524         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 525 }
 526
 527 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 528 {
 529         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 530         return 0;
 531 }
 532
 533 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 534
 535 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 536 {
 537         struct block_device *bdev;
 538         struct inode *inode;
 539
 540         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 541                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 542
 543         if (!inode)
 544                 return NULL;
 545
 546         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 547
 548         if (inode->i_state & I_NEW) {
 549                 bdev->bd_contains = NULL;
 550                 bdev->bd_inode = inode;
 551                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 552                 bdev->bd_part_count = 0;
 553                 bdev->bd_invalidated = 0;
 554                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 555                 inode->i_rdev = dev;
 556                 inode->i_bdev = bdev;
 557                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 558                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 559                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 560                 spin_lock(&bdev_lock);
 561                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 562                 spin_unlock(&bdev_lock);
 563                 unlock_new_inode(inode);
 564         }
 565         return bdev;
 566 }
 567
 568 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 569
 570 /**
 571  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 572  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 573  */
 574 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 575 {
 576         ihold(bdev->bd_inode);
 577         return bdev;
 578 }
 579
 580 long nr_blockdev_pages(void)
 581 {
 582         struct block_device *bdev;
 583         long ret = 0;
 584         spin_lock(&bdev_lock);
 585         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 586                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 587         }
 588         spin_unlock(&bdev_lock);
 589         return ret;
 590 }
 591
 592 void bdput(struct block_device *bdev)
 593 {
 594         iput(bdev->bd_inode);
 595 }
 596
 597 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 598
 599 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 600 {
 601         struct block_device *bdev;
 602
 603         spin_lock(&bdev_lock);
 604         bdev = inode->i_bdev;
 605         if (bdev) {
 606                 ihold(bdev->bd_inode);
 607                 spin_unlock(&bdev_lock);
 608                 return bdev;
 609         }
 610         spin_unlock(&bdev_lock);
 611
 612         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 613         if (bdev) {
 614                 spin_lock(&bdev_lock);
 615                 if (!inode->i_bdev) {
 616                         /*
 617                          * We take an additional reference to bd_inode,
 618                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 619                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 620                          * without igrab().
 621                          */
 622                         ihold(bdev->bd_inode);
 623                         inode->i_bdev = bdev;
 624                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 625                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 626                 }
 627                 spin_unlock(&bdev_lock);
 628         }
 629         return bdev;
 630 }
 631
 632 /* Call when you free inode */
 633
 634 void bd_forget(struct inode *inode)
 635 {
 636         struct block_device *bdev = NULL;
 637
 638         spin_lock(&bdev_lock);
 639         if (inode->i_bdev) {
 640                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 641                         bdev = inode->i_bdev;
 642                 __bd_forget(inode);
 643         }
 644         spin_unlock(&bdev_lock);
 645
 646         if (bdev)
 647                 iput(bdev->bd_inode);
 648 }
 649
 650 /**
 651  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 652  * @bdev: block device of interest
 653  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 654  * @holder: holder trying to claim @bdev
 655  *
 656  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 657  *
 658  * CONTEXT:
 659  * spin_lock(&bdev_lock).
 660  *
 661  * RETURNS:
 662  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 663  */
 664 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 665                          void *holder)
 666 {
 667         if (bdev->bd_holder == holder)
 668                 return true;     /* already a holder */
 669         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 670                 return false;    /* held by someone else */
 671         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 672                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 673
 674         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 675                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 676         else if (whole->bd_holder != NULL)
 677                 return false;    /* is a partition of a held device */
 678         else
 679                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 680 }
 681
 682 /**
 683  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 684  * @bdev: block device of interest
 685  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 686  * @holder: holder trying to claim @bdev
 687  *
 688  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 689  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 690  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 691  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 692  *
 693  * CONTEXT:
 694  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 695  * it multiple times.
 696  *
 697  * RETURNS:
 698  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 699  */
 700 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 701                                struct block_device *whole, void *holder)
 702 {
 703 retry:
 704         /* if someone else claimed, fail */
 705         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 706                 return -EBUSY;
 707
 708         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 709         if (whole->bd_claiming) {
 710                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 711                 DEFINE_WAIT(wait);
 712
 713                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 714                 spin_unlock(&bdev_lock);
 715                 schedule();
 716                 finish_wait(wq, &wait);
 717                 spin_lock(&bdev_lock);
 718                 goto retry;
 719         }
 720
 721         /* yay, all mine */
 722         return 0;
 723 }
 724
 725 /**
 726  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 727  * @bdev: block device of interest
 728  * @holder: holder trying to claim @bdev
 729  *
 730  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 731  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 732  * successful call to this function must be matched with a call to
 733  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 734  * fail).
 735  *
 736  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 737  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 738  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 739  * access but may subsequently fail.
 740  *
 741  * CONTEXT:
 742  * Might sleep.
 743  *
 744  * RETURNS:
 745  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 746  * value on failure.
 747  */
 748 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 749                                               void *holder)
 750 {
 751         struct gendisk *disk;
 752         struct block_device *whole;
 753         int partno, err;
 754
 755         might_sleep();
 756
 757         /*
 758          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 759          * and grab the outer block device the hard way.
 760          */
 761         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 762         if (!disk)
 763                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 764
 765         whole = bdget_disk(disk, 0);
 766         module_put(disk->fops->owner);
 767         put_disk(disk);
 768         if (!whole)
 769                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 770
 771         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 772         spin_lock(&bdev_lock);
 773
 774         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 775         if (err == 0) {
 776                 whole->bd_claiming = holder;
 777                 spin_unlock(&bdev_lock);
 778                 return whole;
 779         } else {
 780                 spin_unlock(&bdev_lock);
 781                 bdput(whole);
 782                 return ERR_PTR(err);
 783         }
 784 }
 785
 786 #ifdef CONFIG_SYSFS
 787 struct bd_holder_disk {
 788         struct list_head        list;
 789         struct gendisk          *disk;
 790         int                     refcnt;
 791 };
 792
 793 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 794                                                   struct gendisk *disk)
 795 {
 796         struct bd_holder_disk *holder;
 797
 798         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 799                 if (holder->disk == disk)
 800                         return holder;
 801         return NULL;
 802 }
 803
 804 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 805 {
 806         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 807 }
 808
 809 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 810 {
 811         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 812 }
 813
 814 /**
 815  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 816  * @bdev: the claimed slave bdev
 817  * @disk: the holding disk
 818  *
 819  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 820  *
 821  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 822  *
 823  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 824  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 825  *
 826  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 827  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 828  *
 829  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 830  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 831  *
 832  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 833  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 834  * lifetime of these symlinks.
 835  *
 836  * CONTEXT:
 837  * Might sleep.
 838  *
 839  * RETURNS:
 840  * 0 on success, -errno on failure.
 841  */
 842 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 843 {
 844         struct bd_holder_disk *holder;
 845         int ret = 0;
 846
 847         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 848
 849         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 850
 851         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 852         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 853                 goto out_unlock;
 854
 855         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 856         if (holder) {
 857                 holder->refcnt++;
 858                 goto out_unlock;
 859         }
 860
 861         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 862         if (!holder) {
 863                 ret = -ENOMEM;
 864                 goto out_unlock;
 865         }
 866
 867         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 868         holder->disk = disk;
 869         holder->refcnt = 1;
 870
 871         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 872         if (ret)
 873                 goto out_free;
 874
 875         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 876         if (ret)
 877                 goto out_del;
 878         /*
 879          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 880          * the holder directory.  Hold on to it.
 881          */
 882         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 883
 884         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 885         goto out_unlock;
 886
 887 out_del:
 888         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 889 out_free:
 890         kfree(holder);
 891 out_unlock:
 892         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 893         return ret;
 894 }
 895 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 896
 897 /**
 898  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 899  * @bdev: the calimed slave bdev
 900  * @disk: the holding disk
 901  *
 902  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 903  *
 904  * CONTEXT:
 905  * Might sleep.
 906  */
 907 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 908 {
 909         struct bd_holder_disk *holder;
 910
 911         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 912
 913         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 914
 915         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 916                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 917                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 918                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 919                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 920                 list_del_init(&holder->list);
 921                 kfree(holder);
 922         }
 923
 924         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 925 }
 926 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 927 #endif
 928
 929 /**
 930  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 931  *
 932  * @bdev:      struct block device to be flushed
 933  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 934  *
 935  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 936  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 937  * resize.
 938  */
 939 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 940 {
 941         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 942                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 943
 944                 if (bdev->bd_disk)
 945                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 946                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 947                        "resized disk %s\n", name);
 948         }
 949
 950         if (!bdev->bd_disk)
 951                 return;
 952         if (disk_partitionable(bdev->bd_disk))
 953                 bdev->bd_invalidated = 1;
 954 }
 955
 956 /**
 957  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 958  * @disk: struct gendisk to check
 959  * @bdev: struct bdev to adjust.
 960  *
 961  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 962  * and adjusts it if it differs.
 963  */
 964 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 965 {
 966         loff_t disk_size, bdev_size;
 967
 968         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 969         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 970         if (disk_size != bdev_size) {
 971                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 972
 973                 disk_name(disk, 0, name);
 974                 printk(KERN_INFO
 975                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 976                        name, bdev_size, disk_size);
 977                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 978                 flush_disk(bdev, false);
 979         }
 980 }
 981 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
 982
 983 /**
 984  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
 985  * @disk: struct gendisk to be revalidated
 986  *
 987  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
 988  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
 989  * for all revalidate_disk operations.
 990  */
 991 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
 992 {
 993         struct block_device *bdev;
 994         int ret = 0;
 995
 996         if (disk->fops->revalidate_disk)
 997                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
 998
 999         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1000         if (!bdev)
1001                 return ret;
1002
1003         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1004         check_disk_size_change(disk, bdev);
1005         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1006         bdput(bdev);
1007         return ret;
1008 }
1009 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1010
1011 /*
1012  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1013  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1014  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1015  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1016  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1017  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1018  * to lose :-)
1019  */
1020 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1021 {
1022         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1023         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1024         unsigned int events;
1025
1026         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1027                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1028         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1029                 return 0;
1030
1031         flush_disk(bdev, true);
1032         if (bdops->revalidate_disk)
1033                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1034         return 1;
1035 }
1036
1037 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1038
1039 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1040 {
1041         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1042
1043         bdev->bd_inode->i_size = size;
1044         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1045                 if (size & bsize)
1046                         break;
1047                 bsize <<= 1;
1048         }
1049         bdev->bd_block_size = bsize;
1050         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1051 }
1052 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1053
1054 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1055
1056 /*
1057  * bd_mutex locking:
1058  *
1059  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1060  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1061  */
1062
1063 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1064 {
1065         struct gendisk *disk;
1066         int ret;
1067         int partno;
1068         int perm = 0;
1069
1070         if (mode & FMODE_READ)
1071                 perm |= MAY_READ;
1072         if (mode & FMODE_WRITE)
1073                 perm |= MAY_WRITE;
1074         /*
1075          * hooks: /n/, see "layering violations".
1076          */
1077         if (!for_part) {
1078                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1079                 if (ret != 0) {
1080                         bdput(bdev);
1081                         return ret;
1082                 }
1083         }
1084
1085  restart:
1086
1087         ret = -ENXIO;
1088         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1089         if (!disk)
1090                 goto out;
1091
1092         disk_block_events(disk);
1093         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1094         if (!bdev->bd_openers) {
1095                 bdev->bd_disk = disk;
1096                 bdev->bd_contains = bdev;
1097                 if (!partno) {
1098                         struct backing_dev_info *bdi;
1099
1100                         ret = -ENXIO;
1101                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1102                         if (!bdev->bd_part)
1103                                 goto out_clear;
1104
1105                         ret = 0;
1106                         if (disk->fops->open) {
1107                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1108                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1109                                         /* Lost a race with 'disk' being
1110                                          * deleted, try again.
1111                                          * See md.c
1112                                          */
1113                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1114                                         bdev->bd_part = NULL;
1115                                         bdev->bd_disk = NULL;
1116                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1117                                         disk_unblock_events(disk);
1118                                         module_put(disk->fops->owner);
1119                                         put_disk(disk);
1120                                         goto restart;
1121                                 }
1122                         }
1123
1124                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1125                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1126                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1127                                 if (bdi == NULL)
1128                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1129                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1130                         }
1131
1132                         /*
1133                          * If the device is invalidated, rescan partition
1134                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1135                          * The latter is necessary to prevent ghost
1136                          * partitions on a removed medium.
1137                          */
1138                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1139                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1140                         if (ret)
1141                                 goto out_clear;
1142                 } else {
1143                         struct block_device *whole;
1144                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1145                         ret = -ENOMEM;
1146                         if (!whole)
1147                                 goto out_clear;
1148                         BUG_ON(for_part);
1149                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1150                         if (ret)
1151                                 goto out_clear;
1152                         bdev->bd_contains = whole;
1153                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1154                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1155                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1156                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1157                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1158                                 ret = -ENXIO;
1159                                 goto out_clear;
1160                         }
1161                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1162                 }
1163         } else {
1164                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1165                         ret = 0;
1166                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1167                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1168                         /* the same as first opener case, read comment there */
1169                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1170                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1171                         if (ret)
1172                                 goto out_unlock_bdev;
1173                 }
1174                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1175                 module_put(disk->fops->owner);
1176                 put_disk(disk);
1177         }
1178         bdev->bd_openers++;
1179         if (for_part)
1180                 bdev->bd_part_count++;
1181         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1182         disk_unblock_events(disk);
1183         return 0;
1184
1185  out_clear:
1186         disk_put_part(bdev->bd_part);
1187         bdev->bd_disk = NULL;
1188         bdev->bd_part = NULL;
1189         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1190         if (bdev != bdev->bd_contains)
1191                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1192         bdev->bd_contains = NULL;
1193  out_unlock_bdev:
1194         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1195         disk_unblock_events(disk);
1196         module_put(disk->fops->owner);
1197         put_disk(disk);
1198  out:
1199         bdput(bdev);
1200
1201         return ret;
1202 }
1203
1204 /**
1205  * blkdev_get - open a block device
1206  * @bdev: block_device to open
1207  * @mode: FMODE_* mask
1208  * @holder: exclusive holder identifier
1209  *
1210  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1211  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1212  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1213  *
1214  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1215  * @bdev is put.
1216  *
1217  * CONTEXT:
1218  * Might sleep.
1219  *
1220  * RETURNS:
1221  * 0 on success, -errno on failure.
1222  */
1223 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1224 {
1225         struct block_device *whole = NULL;
1226         int res;
1227
1228         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1229
1230         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1231                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1232                 if (IS_ERR(whole)) {
1233                         bdput(bdev);
1234                         return PTR_ERR(whole);
1235                 }
1236         }
1237
1238         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1239
1240         if (whole) {
1241                 /* finish claiming */
1242                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1243                 spin_lock(&bdev_lock);
1244
1245                 if (!res) {
1246                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1247                         /*
1248                          * Note that for a whole device bd_holders
1249                          * will be incremented twice, and bd_holder
1250                          * will be set to bd_may_claim before being
1251                          * set to holder
1252                          */
1253                         whole->bd_holders++;
1254                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1255                         bdev->bd_holders++;
1256                         bdev->bd_holder = holder;
1257                 }
1258
1259                 /* tell others that we're done */
1260                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1261                 whole->bd_claiming = NULL;
1262                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1263
1264                 spin_unlock(&bdev_lock);
1265
1266                 /*
1267                  * Block event polling for write claims.  Any write
1268                  * holder makes the write_holder state stick until all
1269                  * are released.  This is good enough and tracking
1270                  * individual writeable reference is too fragile given
1271                  * the way @mode is used in blkdev_get/put().
1272                  */
1273                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder) {
1274                         bdev->bd_write_holder = true;
1275                         disk_block_events(bdev->bd_disk);
1276                 }
1277
1278                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1279                 bdput(whole);
1280         }
1281
1282         return res;
1283 }
1284 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1285
1286 /**
1287  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1288  * @path: path to the block device to open
1289  * @mode: FMODE_* mask
1290  * @holder: exclusive holder identifier
1291  *
1292  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1293  * and @holder are identical to blkdev_get().
1294  *
1295  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1296  *
1297  * CONTEXT:
1298  * Might sleep.
1299  *
1300  * RETURNS:
1301  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1302  */
1303 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1304                                         void *holder)
1305 {
1306         struct block_device *bdev;
1307         int err;
1308
1309         bdev = lookup_bdev(path);
1310         if (IS_ERR(bdev))
1311                 return bdev;
1312
1313         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1314         if (err)
1315                 return ERR_PTR(err);
1316
1317         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1318                 blkdev_put(bdev, mode);
1319                 return ERR_PTR(-EACCES);
1320         }
1321
1322         return bdev;
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1325
1326 /**
1327  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1328  * @dev: device number of block device to open
1329  * @mode: FMODE_* mask
1330  * @holder: exclusive holder identifier
1331  *
1332  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1333  * @holder are identical to blkdev_get().
1334  *
1335  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1336  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1337  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1338  * ever need it - reconsider your API.
1339  *
1340  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1341  *
1342  * CONTEXT:
1343  * Might sleep.
1344  *
1345  * RETURNS:
1346  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1347  */
1348 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1349 {
1350         struct block_device *bdev;
1351         int err;
1352
1353         bdev = bdget(dev);
1354         if (!bdev)
1355                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1356
1357         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1358         if (err)
1359                 return ERR_PTR(err);
1360
1361         return bdev;
1362 }
1363 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1364
1365 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1366 {
1367         struct block_device *bdev;
1368
1369         /*
1370          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1371          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1372          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1373          * during an unstable branch.
1374          */
1375         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1376
1377         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1378                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1379         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1380                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1381         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1382                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1383
1384         bdev = bd_acquire(inode);
1385         if (bdev == NULL)
1386                 return -ENOMEM;
1387
1388         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1389
1390         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1391 }
1392
1393 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1394 {
1395         int ret = 0;
1396         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1397         struct block_device *victim = NULL;
1398
1399         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1400         if (for_part)
1401                 bdev->bd_part_count--;
1402
1403         if (!--bdev->bd_openers) {
1404                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1405                 sync_blockdev(bdev);
1406                 kill_bdev(bdev);
1407         }
1408         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1409                 if (disk->fops->release)
1410                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1411         }
1412         if (!bdev->bd_openers) {
1413                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1414
1415                 put_disk(disk);
1416                 module_put(owner);
1417                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1418                 bdev->bd_part = NULL;
1419                 bdev->bd_disk = NULL;
1420                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1421                                         &default_backing_dev_info);
1422                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1423                         victim = bdev->bd_contains;
1424                 bdev->bd_contains = NULL;
1425         }
1426         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1427         bdput(bdev);
1428         if (victim)
1429                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1430         return ret;
1431 }
1432
1433 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1434 {
1435         if (mode & FMODE_EXCL) {
1436                 bool bdev_free;
1437
1438                 /*
1439                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1440                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1441                  * synchronize disk_holder unlinking.
1442                  */
1443                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1444                 spin_lock(&bdev_lock);
1445
1446                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1447                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1448
1449                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1450                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1451                         bdev->bd_holder = NULL;
1452                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1453                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1454
1455                 spin_unlock(&bdev_lock);
1456
1457                 /*
1458                  * If this was the last claim, remove holder link and
1459                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1460                  */
1461                 if (bdev_free) {
1462                         if (bdev->bd_write_holder) {
1463                                 disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1464                                 disk_check_events(bdev->bd_disk);
1465                                 bdev->bd_write_holder = false;
1466                         }
1467                 }
1468
1469                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1470         }
1471
1472         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1473 }
1474 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1475
1476 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1477 {
1478         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1479
1480         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1481 }
1482
1483 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1484 {
1485         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1486         fmode_t mode = file->f_mode;
1487
1488         /*
1489          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1490          * to updated it before every ioctl.
1491          */
1492         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1493                 mode |= FMODE_NDELAY;
1494         else
1495                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1496
1497         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1502  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1503  *
1504  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1505  * use.
1506  */
1507 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1508                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1509 {
1510         struct file *file = iocb->ki_filp;
1511         ssize_t ret;
1512
1513         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1514
1515         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1516         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1517                 ssize_t err;
1518
1519                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1520                 if (err < 0 && ret > 0)
1521                         ret = err;
1522         }
1523         return ret;
1524 }
1525 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1526
1527 /*
1528  * Try to release a page associated with block device when the system
1529  * is under memory pressure.
1530  */
1531 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1532 {
1533         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1534
1535         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1536                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1537
1538         return try_to_free_buffers(page);
1539 }
1540
1541 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1542         .readpage       = blkdev_readpage,
1543         .writepage      = blkdev_writepage,
1544         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1545         .write_end      = blkdev_write_end,
1546         .writepages     = generic_writepages,
1547         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1548         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1549 };
1550
1551 const struct file_operations def_blk_fops = {
1552         .open           = blkdev_open,
1553         .release        = blkdev_close,
1554         .llseek         = block_llseek,
1555         .read           = do_sync_read,
1556         .write          = do_sync_write,
1557         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1558         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1559         .mmap           = generic_file_mmap,
1560         .fsync          = blkdev_fsync,
1561         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1562 #ifdef CONFIG_COMPAT
1563         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1564 #endif
1565         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1566         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1567 };
1568
1569 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1570 {
1571         int res;
1572         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1573         set_fs(KERNEL_DS);
1574         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1575         set_fs(old_fs);
1576         return res;
1577 }
1578
1579 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1580
1581 /**
1582  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1583  * @pathname:   special file representing the block device
1584  *
1585  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1586  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1587  * otherwise.
1588  */
1589 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1590 {
1591         struct block_device *bdev;
1592         struct inode *inode;
1593         struct path path;
1594         int error;
1595
1596         if (!pathname || !*pathname)
1597                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1598
1599         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1600         if (error)
1601                 return ERR_PTR(error);
1602
1603         inode = path.dentry->d_inode;
1604         error = -ENOTBLK;
1605         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1606                 goto fail;
1607         error = -EACCES;
1608         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1609                 goto fail;
1610         error = -ENOMEM;
1611         bdev = bd_acquire(inode);
1612         if (!bdev)
1613                 goto fail;
1614 out:
1615         path_put(&path);
1616         return bdev;
1617 fail:
1618         bdev = ERR_PTR(error);
1619         goto out;
1620 }
1621 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1622
1623 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1624 {
1625         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1626         int res = 0;
1627
1628         if (sb) {
1629                 /*
1630                  * no need to lock the super, get_super holds the
1631                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1632                  * under us (->put_super runs with the write lock
1633                  * hold).
1634                  */
1635                 shrink_dcache_sb(sb);
1636                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1637                 drop_super(sb);
1638         }
1639         invalidate_bdev(bdev);
1640         return res;
1641 }
1642 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);