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         retval = -EINVAL;
 359         switch (origin) {
 360                 case SEEK_END:
 361                         offset += size;
 362                         break;
 363                 case SEEK_CUR:
 364                         offset += file->f_pos;
 365                 case SEEK_SET:
 366                         break;
 367                 default:
 368                         goto out;
 369         }
 370         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 371                 if (offset != file->f_pos) {
 372                         file->f_pos = offset;
 373                 }
 374                 retval = offset;
 375         }
 376 out:
 377         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 378         return retval;
 379 }
 380
 381 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 382 {
 383         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 384         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 385         int error;
 386
 387         /*
 388          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 389          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 390          * O_SYNC writers to a block device.
 391          */
 392         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 393         if (error == -EOPNOTSUPP)
 394                 error = 0;
 395
 396         return error;
 397 }
 398 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 399
 400 /*
 401  * pseudo-fs
 402  */
 403
 404 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 405 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 406
 407 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 408 {
 409         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 410         if (!ei)
 411                 return NULL;
 412         return &ei->vfs_inode;
 413 }
 414
 415 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 416 {
 417         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 418         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 419
 420         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_dentry);
 421         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 422 }
 423
 424 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 425 {
 426         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 427 }
 428
 429 static void init_once(void *foo)
 430 {
 431         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 432         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 433
 434         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 435         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 436         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 437         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 438 #ifdef CONFIG_SYSFS
 439         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 440 #endif
 441         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 442         /* Initialize mutex for freeze. */
 443         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 444 }
 445
 446 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 447 {
 448         list_del_init(&inode->i_devices);
 449         inode->i_bdev = NULL;
 450         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 451 }
 452
 453 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 454 {
 455         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 456         struct list_head *p;
 457         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 458         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 459         end_writeback(inode);
 460         spin_lock(&bdev_lock);
 461         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 462                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 463         }
 464         list_del_init(&bdev->bd_list);
 465         spin_unlock(&bdev_lock);
 466 }
 467
 468 static const struct super_operations bdev_sops = {
 469         .statfs = simple_statfs,
 470         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 471         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 472         .drop_inode = generic_delete_inode,
 473         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 474 };
 475
 476 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 477         int flags, const char *dev_name, void *data)
 478 {
 479         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, 0x62646576);
 480 }
 481
 482 static struct file_system_type bd_type = {
 483         .name           = "bdev",
 484         .mount          = bd_mount,
 485         .kill_sb        = kill_anon_super,
 486 };
 487
 488 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 489
 490 void __init bdev_cache_init(void)
 491 {
 492         int err;
 493         struct vfsmount *bd_mnt;
 494
 495         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 496                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 497                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 498                         init_once);
 499         err = register_filesystem(&bd_type);
 500         if (err)
 501                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 502         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 503         if (IS_ERR(bd_mnt))
 504                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 505         /*
 506          * This vfsmount structure is only used to obtain the
 507          * blockdev_superblock, so tell kmemleak not to report it.
 508          */
 509         kmemleak_not_leak(bd_mnt);
 510         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 511 }
 512
 513 /*
 514  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 515  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 516  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 517  */
 518 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 519 {
 520         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 521 }
 522
 523 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 524 {
 525         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 526 }
 527
 528 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 529 {
 530         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 531         return 0;
 532 }
 533
 534 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 535
 536 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 537 {
 538         struct block_device *bdev;
 539         struct inode *inode;
 540
 541         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 542                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 543
 544         if (!inode)
 545                 return NULL;
 546
 547         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 548
 549         if (inode->i_state & I_NEW) {
 550                 bdev->bd_contains = NULL;
 551                 bdev->bd_inode = inode;
 552                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 553                 bdev->bd_part_count = 0;
 554                 bdev->bd_invalidated = 0;
 555                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 556                 inode->i_rdev = dev;
 557                 inode->i_bdev = bdev;
 558                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 559                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 560                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 561                 spin_lock(&bdev_lock);
 562                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 563                 spin_unlock(&bdev_lock);
 564                 unlock_new_inode(inode);
 565         }
 566         return bdev;
 567 }
 568
 569 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 570
 571 /**
 572  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 573  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 574  */
 575 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 576 {
 577         ihold(bdev->bd_inode);
 578         return bdev;
 579 }
 580
 581 long nr_blockdev_pages(void)
 582 {
 583         struct block_device *bdev;
 584         long ret = 0;
 585         spin_lock(&bdev_lock);
 586         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 587                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 588         }
 589         spin_unlock(&bdev_lock);
 590         return ret;
 591 }
 592
 593 void bdput(struct block_device *bdev)
 594 {
 595         iput(bdev->bd_inode);
 596 }
 597
 598 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 599
 600 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 601 {
 602         struct block_device *bdev;
 603
 604         spin_lock(&bdev_lock);
 605         bdev = inode->i_bdev;
 606         if (bdev) {
 607                 ihold(bdev->bd_inode);
 608                 spin_unlock(&bdev_lock);
 609                 return bdev;
 610         }
 611         spin_unlock(&bdev_lock);
 612
 613         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 614         if (bdev) {
 615                 spin_lock(&bdev_lock);
 616                 if (!inode->i_bdev) {
 617                         /*
 618                          * We take an additional reference to bd_inode,
 619                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 620                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 621                          * without igrab().
 622                          */
 623                         ihold(bdev->bd_inode);
 624                         inode->i_bdev = bdev;
 625                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 626                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 627                 }
 628                 spin_unlock(&bdev_lock);
 629         }
 630         return bdev;
 631 }
 632
 633 /* Call when you free inode */
 634
 635 void bd_forget(struct inode *inode)
 636 {
 637         struct block_device *bdev = NULL;
 638
 639         spin_lock(&bdev_lock);
 640         if (inode->i_bdev) {
 641                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 642                         bdev = inode->i_bdev;
 643                 __bd_forget(inode);
 644         }
 645         spin_unlock(&bdev_lock);
 646
 647         if (bdev)
 648                 iput(bdev->bd_inode);
 649 }
 650
 651 /**
 652  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 653  * @bdev: block device of interest
 654  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 655  * @holder: holder trying to claim @bdev
 656  *
 657  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 658  *
 659  * CONTEXT:
 660  * spin_lock(&bdev_lock).
 661  *
 662  * RETURNS:
 663  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 664  */
 665 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 666                          void *holder)
 667 {
 668         if (bdev->bd_holder == holder)
 669                 return true;     /* already a holder */
 670         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 671                 return false;    /* held by someone else */
 672         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 673                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 674
 675         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 676                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 677         else if (whole->bd_holder != NULL)
 678                 return false;    /* is a partition of a held device */
 679         else
 680                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 681 }
 682
 683 /**
 684  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 685  * @bdev: block device of interest
 686  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 687  * @holder: holder trying to claim @bdev
 688  *
 689  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 690  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 691  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 692  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 693  *
 694  * CONTEXT:
 695  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 696  * it multiple times.
 697  *
 698  * RETURNS:
 699  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 700  */
 701 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 702                                struct block_device *whole, void *holder)
 703 {
 704 retry:
 705         /* if someone else claimed, fail */
 706         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 707                 return -EBUSY;
 708
 709         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 710         if (whole->bd_claiming) {
 711                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 712                 DEFINE_WAIT(wait);
 713
 714                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 715                 spin_unlock(&bdev_lock);
 716                 schedule();
 717                 finish_wait(wq, &wait);
 718                 spin_lock(&bdev_lock);
 719                 goto retry;
 720         }
 721
 722         /* yay, all mine */
 723         return 0;
 724 }
 725
 726 /**
 727  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 728  * @bdev: block device of interest
 729  * @holder: holder trying to claim @bdev
 730  *
 731  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 732  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 733  * successful call to this function must be matched with a call to
 734  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 735  * fail).
 736  *
 737  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 738  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 739  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 740  * access but may subsequently fail.
 741  *
 742  * CONTEXT:
 743  * Might sleep.
 744  *
 745  * RETURNS:
 746  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 747  * value on failure.
 748  */
 749 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 750                                               void *holder)
 751 {
 752         struct gendisk *disk;
 753         struct block_device *whole;
 754         int partno, err;
 755
 756         might_sleep();
 757
 758         /*
 759          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 760          * and grab the outer block device the hard way.
 761          */
 762         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 763         if (!disk)
 764                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 765
 766         /*
 767          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 768          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 769          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 770          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 771          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 772          * way.
 773          */
 774         if (partno)
 775                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 776         else
 777                 whole = bdgrab(bdev);
 778
 779         module_put(disk->fops->owner);
 780         put_disk(disk);
 781         if (!whole)
 782                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 783
 784         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 785         spin_lock(&bdev_lock);
 786
 787         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 788         if (err == 0) {
 789                 whole->bd_claiming = holder;
 790                 spin_unlock(&bdev_lock);
 791                 return whole;
 792         } else {
 793                 spin_unlock(&bdev_lock);
 794                 bdput(whole);
 795                 return ERR_PTR(err);
 796         }
 797 }
 798
 799 #ifdef CONFIG_SYSFS
 800 struct bd_holder_disk {
 801         struct list_head        list;
 802         struct gendisk          *disk;
 803         int                     refcnt;
 804 };
 805
 806 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 807                                                   struct gendisk *disk)
 808 {
 809         struct bd_holder_disk *holder;
 810
 811         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 812                 if (holder->disk == disk)
 813                         return holder;
 814         return NULL;
 815 }
 816
 817 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 818 {
 819         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 820 }
 821
 822 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 823 {
 824         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 825 }
 826
 827 /**
 828  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 829  * @bdev: the claimed slave bdev
 830  * @disk: the holding disk
 831  *
 832  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 833  *
 834  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 835  *
 836  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 837  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 838  *
 839  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 840  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 841  *
 842  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 843  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 844  *
 845  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 846  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 847  * lifetime of these symlinks.
 848  *
 849  * CONTEXT:
 850  * Might sleep.
 851  *
 852  * RETURNS:
 853  * 0 on success, -errno on failure.
 854  */
 855 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 856 {
 857         struct bd_holder_disk *holder;
 858         int ret = 0;
 859
 860         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 861
 862         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 863
 864         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 865         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 866                 goto out_unlock;
 867
 868         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 869         if (holder) {
 870                 holder->refcnt++;
 871                 goto out_unlock;
 872         }
 873
 874         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 875         if (!holder) {
 876                 ret = -ENOMEM;
 877                 goto out_unlock;
 878         }
 879
 880         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 881         holder->disk = disk;
 882         holder->refcnt = 1;
 883
 884         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 885         if (ret)
 886                 goto out_free;
 887
 888         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 889         if (ret)
 890                 goto out_del;
 891         /*
 892          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 893          * the holder directory.  Hold on to it.
 894          */
 895         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 896
 897         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 898         goto out_unlock;
 899
 900 out_del:
 901         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 902 out_free:
 903         kfree(holder);
 904 out_unlock:
 905         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 906         return ret;
 907 }
 908 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 909
 910 /**
 911  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 912  * @bdev: the calimed slave bdev
 913  * @disk: the holding disk
 914  *
 915  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 916  *
 917  * CONTEXT:
 918  * Might sleep.
 919  */
 920 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 921 {
 922         struct bd_holder_disk *holder;
 923
 924         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 925
 926         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 927
 928         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 929                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 930                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 931                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 932                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 933                 list_del_init(&holder->list);
 934                 kfree(holder);
 935         }
 936
 937         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 938 }
 939 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 940 #endif
 941
 942 /**
 943  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 944  *
 945  * @bdev:      struct block device to be flushed
 946  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 947  *
 948  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 949  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 950  * resize.
 951  */
 952 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 953 {
 954         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 955                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 956
 957                 if (bdev->bd_disk)
 958                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 959                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 960                        "resized disk %s\n", name);
 961         }
 962
 963         if (!bdev->bd_disk)
 964                 return;
 965         if (disk_partitionable(bdev->bd_disk))
 966                 bdev->bd_invalidated = 1;
 967 }
 968
 969 /**
 970  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 971  * @disk: struct gendisk to check
 972  * @bdev: struct bdev to adjust.
 973  *
 974  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 975  * and adjusts it if it differs.
 976  */
 977 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 978 {
 979         loff_t disk_size, bdev_size;
 980
 981         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 982         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 983         if (disk_size != bdev_size) {
 984                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 985
 986                 disk_name(disk, 0, name);
 987                 printk(KERN_INFO
 988                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 989                        name, bdev_size, disk_size);
 990                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 991                 flush_disk(bdev, false);
 992         }
 993 }
 994 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
 995
 996 /**
 997  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
 998  * @disk: struct gendisk to be revalidated
 999  *
1000  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1001  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1002  * for all revalidate_disk operations.
1003  */
1004 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1005 {
1006         struct block_device *bdev;
1007         int ret = 0;
1008
1009         if (disk->fops->revalidate_disk)
1010                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1011
1012         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1013         if (!bdev)
1014                 return ret;
1015
1016         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1017         check_disk_size_change(disk, bdev);
1018         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1019         bdput(bdev);
1020         return ret;
1021 }
1022 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1023
1024 /*
1025  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1026  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1027  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1028  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1029  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1030  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1031  * to lose :-)
1032  */
1033 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1034 {
1035         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1036         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1037         unsigned int events;
1038
1039         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1040                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1041         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1042                 return 0;
1043
1044         flush_disk(bdev, true);
1045         if (bdops->revalidate_disk)
1046                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1047         return 1;
1048 }
1049
1050 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1051
1052 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1053 {
1054         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1055
1056         bdev->bd_inode->i_size = size;
1057         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1058                 if (size & bsize)
1059                         break;
1060                 bsize <<= 1;
1061         }
1062         bdev->bd_block_size = bsize;
1063         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1064 }
1065 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1066
1067 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1068
1069 /*
1070  * bd_mutex locking:
1071  *
1072  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1073  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1074  */
1075
1076 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1077 {
1078         struct gendisk *disk;
1079         int ret;
1080         int partno;
1081         int perm = 0;
1082
1083         if (mode & FMODE_READ)
1084                 perm |= MAY_READ;
1085         if (mode & FMODE_WRITE)
1086                 perm |= MAY_WRITE;
1087         /*
1088          * hooks: /n/, see "layering violations".
1089          */
1090         if (!for_part) {
1091                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1092                 if (ret != 0) {
1093                         bdput(bdev);
1094                         return ret;
1095                 }
1096         }
1097
1098  restart:
1099
1100         ret = -ENXIO;
1101         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1102         if (!disk)
1103                 goto out;
1104
1105         disk_block_events(disk);
1106         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1107         if (!bdev->bd_openers) {
1108                 bdev->bd_disk = disk;
1109                 bdev->bd_contains = bdev;
1110                 if (!partno) {
1111                         struct backing_dev_info *bdi;
1112
1113                         ret = -ENXIO;
1114                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1115                         if (!bdev->bd_part)
1116                                 goto out_clear;
1117
1118                         ret = 0;
1119                         if (disk->fops->open) {
1120                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1121                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1122                                         /* Lost a race with 'disk' being
1123                                          * deleted, try again.
1124                                          * See md.c
1125                                          */
1126                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1127                                         bdev->bd_part = NULL;
1128                                         bdev->bd_disk = NULL;
1129                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1130                                         disk_unblock_events(disk);
1131                                         module_put(disk->fops->owner);
1132                                         put_disk(disk);
1133                                         goto restart;
1134                                 }
1135                         }
1136
1137                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1138                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1139                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1140                                 if (bdi == NULL)
1141                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1142                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1143                         }
1144
1145                         /*
1146                          * If the device is invalidated, rescan partition
1147                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1148                          * The latter is necessary to prevent ghost
1149                          * partitions on a removed medium.
1150                          */
1151                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1152                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1153                         if (ret)
1154                                 goto out_clear;
1155                 } else {
1156                         struct block_device *whole;
1157                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1158                         ret = -ENOMEM;
1159                         if (!whole)
1160                                 goto out_clear;
1161                         BUG_ON(for_part);
1162                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1163                         if (ret)
1164                                 goto out_clear;
1165                         bdev->bd_contains = whole;
1166                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1167                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1168                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1169                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1170                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1171                                 ret = -ENXIO;
1172                                 goto out_clear;
1173                         }
1174                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1175                 }
1176         } else {
1177                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1178                         ret = 0;
1179                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1180                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1181                         /* the same as first opener case, read comment there */
1182                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1183                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1184                         if (ret)
1185                                 goto out_unlock_bdev;
1186                 }
1187                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1188                 module_put(disk->fops->owner);
1189                 put_disk(disk);
1190         }
1191         bdev->bd_openers++;
1192         if (for_part)
1193                 bdev->bd_part_count++;
1194         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1195         disk_unblock_events(disk);
1196         return 0;
1197
1198  out_clear:
1199         disk_put_part(bdev->bd_part);
1200         bdev->bd_disk = NULL;
1201         bdev->bd_part = NULL;
1202         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1203         if (bdev != bdev->bd_contains)
1204                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1205         bdev->bd_contains = NULL;
1206  out_unlock_bdev:
1207         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1208         disk_unblock_events(disk);
1209         module_put(disk->fops->owner);
1210         put_disk(disk);
1211  out:
1212         bdput(bdev);
1213
1214         return ret;
1215 }
1216
1217 /**
1218  * blkdev_get - open a block device
1219  * @bdev: block_device to open
1220  * @mode: FMODE_* mask
1221  * @holder: exclusive holder identifier
1222  *
1223  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1224  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1225  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1226  *
1227  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1228  * @bdev is put.
1229  *
1230  * CONTEXT:
1231  * Might sleep.
1232  *
1233  * RETURNS:
1234  * 0 on success, -errno on failure.
1235  */
1236 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1237 {
1238         struct block_device *whole = NULL;
1239         int res;
1240
1241         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1242
1243         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1244                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1245                 if (IS_ERR(whole)) {
1246                         bdput(bdev);
1247                         return PTR_ERR(whole);
1248                 }
1249         }
1250
1251         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1252
1253         if (whole) {
1254                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1255
1256                 /* finish claiming */
1257                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1258                 spin_lock(&bdev_lock);
1259
1260                 if (!res) {
1261                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1262                         /*
1263                          * Note that for a whole device bd_holders
1264                          * will be incremented twice, and bd_holder
1265                          * will be set to bd_may_claim before being
1266                          * set to holder
1267                          */
1268                         whole->bd_holders++;
1269                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1270                         bdev->bd_holders++;
1271                         bdev->bd_holder = holder;
1272                 }
1273
1274                 /* tell others that we're done */
1275                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1276                 whole->bd_claiming = NULL;
1277                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1278
1279                 spin_unlock(&bdev_lock);
1280
1281                 /*
1282                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1283                  * write holder makes the write_holder state stick until
1284                  * all are released.  This is good enough and tracking
1285                  * individual writeable reference is too fragile given the
1286                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1287                  */
1288                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1289                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1290                         bdev->bd_write_holder = true;
1291                         disk_block_events(disk);
1292                 }
1293
1294                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1295                 bdput(whole);
1296         }
1297
1298         return res;
1299 }
1300 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1301
1302 /**
1303  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1304  * @path: path to the block device to open
1305  * @mode: FMODE_* mask
1306  * @holder: exclusive holder identifier
1307  *
1308  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1309  * and @holder are identical to blkdev_get().
1310  *
1311  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1312  *
1313  * CONTEXT:
1314  * Might sleep.
1315  *
1316  * RETURNS:
1317  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1318  */
1319 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1320                                         void *holder)
1321 {
1322         struct block_device *bdev;
1323         int err;
1324
1325         bdev = lookup_bdev(path);
1326         if (IS_ERR(bdev))
1327                 return bdev;
1328
1329         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1330         if (err)
1331                 return ERR_PTR(err);
1332
1333         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1334                 blkdev_put(bdev, mode);
1335                 return ERR_PTR(-EACCES);
1336         }
1337
1338         return bdev;
1339 }
1340 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1341
1342 /**
1343  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1344  * @dev: device number of block device to open
1345  * @mode: FMODE_* mask
1346  * @holder: exclusive holder identifier
1347  *
1348  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1349  * @holder are identical to blkdev_get().
1350  *
1351  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1352  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1353  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1354  * ever need it - reconsider your API.
1355  *
1356  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1357  *
1358  * CONTEXT:
1359  * Might sleep.
1360  *
1361  * RETURNS:
1362  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1363  */
1364 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1365 {
1366         struct block_device *bdev;
1367         int err;
1368
1369         bdev = bdget(dev);
1370         if (!bdev)
1371                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1372
1373         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1374         if (err)
1375                 return ERR_PTR(err);
1376
1377         return bdev;
1378 }
1379 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1380
1381 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1382 {
1383         struct block_device *bdev;
1384
1385         /*
1386          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1387          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1388          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1389          * during an unstable branch.
1390          */
1391         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1392
1393         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1394                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1395         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1396                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1397         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1398                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1399
1400         bdev = bd_acquire(inode);
1401         if (bdev == NULL)
1402                 return -ENOMEM;
1403
1404         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1405
1406         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1407 }
1408
1409 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1410 {
1411         int ret = 0;
1412         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1413         struct block_device *victim = NULL;
1414
1415         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1416         if (for_part)
1417                 bdev->bd_part_count--;
1418
1419         if (!--bdev->bd_openers) {
1420                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1421                 sync_blockdev(bdev);
1422                 kill_bdev(bdev);
1423         }
1424         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1425                 if (disk->fops->release)
1426                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1427         }
1428         if (!bdev->bd_openers) {
1429                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1430
1431                 put_disk(disk);
1432                 module_put(owner);
1433                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1434                 bdev->bd_part = NULL;
1435                 bdev->bd_disk = NULL;
1436                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1437                                         &default_backing_dev_info);
1438                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1439                         victim = bdev->bd_contains;
1440                 bdev->bd_contains = NULL;
1441         }
1442         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1443         bdput(bdev);
1444         if (victim)
1445                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1446         return ret;
1447 }
1448
1449 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1450 {
1451         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1452
1453         if (mode & FMODE_EXCL) {
1454                 bool bdev_free;
1455
1456                 /*
1457                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1458                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1459                  * synchronize disk_holder unlinking.
1460                  */
1461                 spin_lock(&bdev_lock);
1462
1463                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1464                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1465
1466                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1467                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1468                         bdev->bd_holder = NULL;
1469                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1470                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1471
1472                 spin_unlock(&bdev_lock);
1473
1474                 /*
1475                  * If this was the last claim, remove holder link and
1476                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1477                  */
1478                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1479                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1480                         bdev->bd_write_holder = false;
1481                 }
1482         }
1483
1484         /*
1485          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1486          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1487          * from userland - e.g. eject(1).
1488          */
1489         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1490
1491         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1492
1493         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1494 }
1495 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1496
1497 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1498 {
1499         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1500
1501         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1502 }
1503
1504 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1505 {
1506         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1507         fmode_t mode = file->f_mode;
1508
1509         /*
1510          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1511          * to updated it before every ioctl.
1512          */
1513         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1514                 mode |= FMODE_NDELAY;
1515         else
1516                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1517
1518         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1519 }
1520
1521 /*
1522  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1523  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1524  *
1525  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1526  * use.
1527  */
1528 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1529                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1530 {
1531         struct file *file = iocb->ki_filp;
1532         ssize_t ret;
1533
1534         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1535
1536         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1537         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1538                 ssize_t err;
1539
1540                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1541                 if (err < 0 && ret > 0)
1542                         ret = err;
1543         }
1544         return ret;
1545 }
1546 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1547
1548 /*
1549  * Try to release a page associated with block device when the system
1550  * is under memory pressure.
1551  */
1552 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1553 {
1554         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1555
1556         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1557                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1558
1559         return try_to_free_buffers(page);
1560 }
1561
1562 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1563         .readpage       = blkdev_readpage,
1564         .writepage      = blkdev_writepage,
1565         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1566         .write_end      = blkdev_write_end,
1567         .writepages     = generic_writepages,
1568         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1569         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1570 };
1571
1572 const struct file_operations def_blk_fops = {
1573         .open           = blkdev_open,
1574         .release        = blkdev_close,
1575         .llseek         = block_llseek,
1576         .read           = do_sync_read,
1577         .write          = do_sync_write,
1578         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1579         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1580         .mmap           = generic_file_mmap,
1581         .fsync          = blkdev_fsync,
1582         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1583 #ifdef CONFIG_COMPAT
1584         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1585 #endif
1586         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1587         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1588 };
1589
1590 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1591 {
1592         int res;
1593         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1594         set_fs(KERNEL_DS);
1595         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1596         set_fs(old_fs);
1597         return res;
1598 }
1599
1600 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1601
1602 /**
1603  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1604  * @pathname:   special file representing the block device
1605  *
1606  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1607  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1608  * otherwise.
1609  */
1610 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1611 {
1612         struct block_device *bdev;
1613         struct inode *inode;
1614         struct path path;
1615         int error;
1616
1617         if (!pathname || !*pathname)
1618                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1619
1620         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1621         if (error)
1622                 return ERR_PTR(error);
1623
1624         inode = path.dentry->d_inode;
1625         error = -ENOTBLK;
1626         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1627                 goto fail;
1628         error = -EACCES;
1629         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1630                 goto fail;
1631         error = -ENOMEM;
1632         bdev = bd_acquire(inode);
1633         if (!bdev)
1634                 goto fail;
1635 out:
1636         path_put(&path);
1637         return bdev;
1638 fail:
1639         bdev = ERR_PTR(error);
1640         goto out;
1641 }
1642 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1643
1644 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1645 {
1646         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1647         int res = 0;
1648
1649         if (sb) {
1650                 /*
1651                  * no need to lock the super, get_super holds the
1652                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1653                  * under us (->put_super runs with the write lock
1654                  * hold).
1655                  */
1656                 shrink_dcache_sb(sb);
1657                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1658                 drop_super(sb);
1659         }
1660         invalidate_bdev(bdev);
1661         return res;
1662 }
1663 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);