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 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  48
  49 /*
  50  * Move the inode from its current bdi to a new bdi. If the inode is dirty we
  51  * need to move it onto the dirty list of @dst so that the inode is always on
  52  * the right list.
  53  */
  54 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
  55                         struct backing_dev_info *dst)
  56 {
  57         struct backing_dev_info *old = inode->i_data.backing_dev_info;
  58
  59         if (unlikely(dst == old))               /* deadlock avoidance */
  60                 return;
  61         bdi_lock_two(&old->wb, &dst->wb);
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
  64         if (inode->i_state & I_DIRTY)
  65                 list_move(&inode->i_wb_list, &dst->wb.b_dirty);
  66         spin_unlock(&inode->i_lock);
  67         spin_unlock(&old->wb.list_lock);
  68         spin_unlock(&dst->wb.list_lock);
  69 }
  70
  71 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  72 {
  73         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  74         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  75
  76         if (sz) {
  77                 unsigned int size = block_size(bdev);
  78                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  79                 retval = (sz >> sizebits);
  80         }
  81         return retval;
  82 }
  83
  84 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  85 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  86 {
  87         if (bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages == 0)
  88                 return;
  89         invalidate_bh_lrus();
  90         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  91 }
  92
  93 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  94 {
  95         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  96         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
  97                 return -EINVAL;
  98
  99         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 100         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 101                 return -EINVAL;
 102
 103         /* Don't change the size if it is same as current */
 104         if (bdev->bd_block_size != size) {
 105                 sync_blockdev(bdev);
 106                 bdev->bd_block_size = size;
 107                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 108                 kill_bdev(bdev);
 109         }
 110         return 0;
 111 }
 112
 113 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 114
 115 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 116 {
 117         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 118                 return 0;
 119         /* If we get here, we know size is power of two
 120          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 121         sb->s_blocksize = size;
 122         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 123         return sb->s_blocksize;
 124 }
 125
 126 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 127
 128 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 129 {
 130         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 131         if (size < minsize)
 132                 size = minsize;
 133         return sb_set_blocksize(sb, size);
 134 }
 135
 136 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 137
 138 static int
 139 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 140                 struct buffer_head *bh, int create)
 141 {
 142         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 143                 if (create)
 144                         return -EIO;
 145
 146                 /*
 147                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 148                  * return a hole, they will have to call get_block again
 149                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 150                  * time
 151                  */
 152                 return 0;
 153         }
 154         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 155         bh->b_blocknr = iblock;
 156         set_buffer_mapped(bh);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static int
 161 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 162                 struct buffer_head *bh, int create)
 163 {
 164         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 165         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 166
 167         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 168                 max_blocks = end_block - iblock;
 169                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 170                         if (create)
 171                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 172                         /*
 173                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 174                          * a !buffer_mapped buffer
 175                          */
 176                         max_blocks = 0;
 177                 }
 178         }
 179
 180         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 181         bh->b_blocknr = iblock;
 182         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 183         if (max_blocks)
 184                 set_buffer_mapped(bh);
 185         return 0;
 186 }
 187
 188 static ssize_t
 189 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 190                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 191 {
 192         struct file *file = iocb->ki_filp;
 193         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 194
 195         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iov, offset,
 196                                     nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL, NULL, 0);
 197 }
 198
 199 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 200 {
 201         if (!bdev)
 202                 return 0;
 203         if (!wait)
 204                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 205         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 206 }
 207
 208 /*
 209  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 210  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 211  */
 212 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 213 {
 214         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 215 }
 216 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 217
 218 /*
 219  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 220  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 221  * device.  Takes the superblock lock.
 222  */
 223 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 224 {
 225         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 226         if (sb) {
 227                 int res = sync_filesystem(sb);
 228                 drop_super(sb);
 229                 return res;
 230         }
 231         return sync_blockdev(bdev);
 232 }
 233 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 234
 235 /**
 236  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 237  * @bdev:       blockdevice to lock
 238  *
 239  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 240  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 241  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 242  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 243  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 244  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 245  * actually.
 246  */
 247 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 248 {
 249         struct super_block *sb;
 250         int error = 0;
 251
 252         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 253         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 254                 /*
 255                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 256                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 257                  * thaw_bdev drops it.
 258                  */
 259                 sb = get_super(bdev);
 260                 drop_super(sb);
 261                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 262                 return sb;
 263         }
 264
 265         sb = get_active_super(bdev);
 266         if (!sb)
 267                 goto out;
 268         error = freeze_super(sb);
 269         if (error) {
 270                 deactivate_super(sb);
 271                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 272                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 273                 return ERR_PTR(error);
 274         }
 275         deactivate_super(sb);
 276  out:
 277         sync_blockdev(bdev);
 278         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 279         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 280 }
 281 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 282
 283 /**
 284  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 285  * @bdev:       blockdevice to unlock
 286  * @sb:         associated superblock
 287  *
 288  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 289  */
 290 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 291 {
 292         int error = -EINVAL;
 293
 294         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 295         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 296                 goto out;
 297
 298         error = 0;
 299         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 300                 goto out;
 301
 302         if (!sb)
 303                 goto out;
 304
 305         error = thaw_super(sb);
 306         if (error) {
 307                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 308                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 309                 return error;
 310         }
 311 out:
 312         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 313         return 0;
 314 }
 315 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 316
 317 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 318 {
 319         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 320 }
 321
 322 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 323 {
 324         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 325 }
 326
 327 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 328                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 329                         struct page **pagep, void **fsdata)
 330 {
 331         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 332                                  blkdev_get_block);
 333 }
 334
 335 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 336                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 337                         struct page *page, void *fsdata)
 338 {
 339         int ret;
 340         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 341
 342         unlock_page(page);
 343         page_cache_release(page);
 344
 345         return ret;
 346 }
 347
 348 /*
 349  * private llseek:
 350  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 351  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 352  */
 353 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 354 {
 355         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 356         loff_t size;
 357         loff_t retval;
 358
 359         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 360         size = i_size_read(bd_inode);
 361
 362         retval = -EINVAL;
 363         switch (origin) {
 364                 case SEEK_END:
 365                         offset += size;
 366                         break;
 367                 case SEEK_CUR:
 368                         offset += file->f_pos;
 369                 case SEEK_SET:
 370                         break;
 371                 default:
 372                         goto out;
 373         }
 374         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 375                 if (offset != file->f_pos) {
 376                         file->f_pos = offset;
 377                 }
 378                 retval = offset;
 379         }
 380 out:
 381         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 382         return retval;
 383 }
 384
 385 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 386 {
 387         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
 388         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 389         int error;
 390
 391         /*
 392          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 393          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 394          * O_SYNC writers to a block device.
 395          */
 396         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 397         if (error == -EOPNOTSUPP)
 398                 error = 0;
 399
 400         return error;
 401 }
 402 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 403
 404 /*
 405  * pseudo-fs
 406  */
 407
 408 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 409 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 410
 411 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 412 {
 413         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 414         if (!ei)
 415                 return NULL;
 416         return &ei->vfs_inode;
 417 }
 418
 419 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 420 {
 421         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 422         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 423
 424         INIT_LIST_HEAD(&inode->i_dentry);
 425         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 426 }
 427
 428 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 429 {
 430         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 431 }
 432
 433 static void init_once(void *foo)
 434 {
 435         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 436         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 437
 438         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 439         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 440         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 441         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 442 #ifdef CONFIG_SYSFS
 443         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 444 #endif
 445         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 446         /* Initialize mutex for freeze. */
 447         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 448 }
 449
 450 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 451 {
 452         list_del_init(&inode->i_devices);
 453         inode->i_bdev = NULL;
 454         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 455 }
 456
 457 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 458 {
 459         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 460         struct list_head *p;
 461         truncate_inode_pages(&inode->i_data, 0);
 462         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 463         end_writeback(inode);
 464         spin_lock(&bdev_lock);
 465         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 466                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 467         }
 468         list_del_init(&bdev->bd_list);
 469         spin_unlock(&bdev_lock);
 470 }
 471
 472 static const struct super_operations bdev_sops = {
 473         .statfs = simple_statfs,
 474         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 475         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 476         .drop_inode = generic_delete_inode,
 477         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 478 };
 479
 480 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 481         int flags, const char *dev_name, void *data)
 482 {
 483         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, 0x62646576);
 484 }
 485
 486 static struct file_system_type bd_type = {
 487         .name           = "bdev",
 488         .mount          = bd_mount,
 489         .kill_sb        = kill_anon_super,
 490 };
 491
 492 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 493
 494 void __init bdev_cache_init(void)
 495 {
 496         int err;
 497         struct vfsmount *bd_mnt;
 498
 499         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 500                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 501                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 502                         init_once);
 503         err = register_filesystem(&bd_type);
 504         if (err)
 505                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 506         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 507         if (IS_ERR(bd_mnt))
 508                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 509         /*
 510          * This vfsmount structure is only used to obtain the
 511          * blockdev_superblock, so tell kmemleak not to report it.
 512          */
 513         kmemleak_not_leak(bd_mnt);
 514         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 515 }
 516
 517 /*
 518  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 519  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 520  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 521  */
 522 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 523 {
 524         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 525 }
 526
 527 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 528 {
 529         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 530 }
 531
 532 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 533 {
 534         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 535         return 0;
 536 }
 537
 538 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 539
 540 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 541 {
 542         struct block_device *bdev;
 543         struct inode *inode;
 544
 545         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 546                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 547
 548         if (!inode)
 549                 return NULL;
 550
 551         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 552
 553         if (inode->i_state & I_NEW) {
 554                 bdev->bd_contains = NULL;
 555                 bdev->bd_super = NULL;
 556                 bdev->bd_inode = inode;
 557                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 558                 bdev->bd_part_count = 0;
 559                 bdev->bd_invalidated = 0;
 560                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 561                 inode->i_rdev = dev;
 562                 inode->i_bdev = bdev;
 563                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 564                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 565                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 566                 spin_lock(&bdev_lock);
 567                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 568                 spin_unlock(&bdev_lock);
 569                 unlock_new_inode(inode);
 570         }
 571         return bdev;
 572 }
 573
 574 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 575
 576 /**
 577  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 578  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 579  */
 580 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 581 {
 582         ihold(bdev->bd_inode);
 583         return bdev;
 584 }
 585
 586 long nr_blockdev_pages(void)
 587 {
 588         struct block_device *bdev;
 589         long ret = 0;
 590         spin_lock(&bdev_lock);
 591         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 592                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 593         }
 594         spin_unlock(&bdev_lock);
 595         return ret;
 596 }
 597
 598 void bdput(struct block_device *bdev)
 599 {
 600         iput(bdev->bd_inode);
 601 }
 602
 603 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 604
 605 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 606 {
 607         struct block_device *bdev;
 608
 609         spin_lock(&bdev_lock);
 610         bdev = inode->i_bdev;
 611         if (bdev) {
 612                 ihold(bdev->bd_inode);
 613                 spin_unlock(&bdev_lock);
 614                 return bdev;
 615         }
 616         spin_unlock(&bdev_lock);
 617
 618         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 619         if (bdev) {
 620                 spin_lock(&bdev_lock);
 621                 if (!inode->i_bdev) {
 622                         /*
 623                          * We take an additional reference to bd_inode,
 624                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 625                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 626                          * without igrab().
 627                          */
 628                         ihold(bdev->bd_inode);
 629                         inode->i_bdev = bdev;
 630                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 631                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 632                 }
 633                 spin_unlock(&bdev_lock);
 634         }
 635         return bdev;
 636 }
 637
 638 /* Call when you free inode */
 639
 640 void bd_forget(struct inode *inode)
 641 {
 642         struct block_device *bdev = NULL;
 643
 644         spin_lock(&bdev_lock);
 645         if (inode->i_bdev) {
 646                 if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 647                         bdev = inode->i_bdev;
 648                 __bd_forget(inode);
 649         }
 650         spin_unlock(&bdev_lock);
 651
 652         if (bdev)
 653                 iput(bdev->bd_inode);
 654 }
 655
 656 /**
 657  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 658  * @bdev: block device of interest
 659  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 660  * @holder: holder trying to claim @bdev
 661  *
 662  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 663  *
 664  * CONTEXT:
 665  * spin_lock(&bdev_lock).
 666  *
 667  * RETURNS:
 668  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 669  */
 670 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 671                          void *holder)
 672 {
 673         if (bdev->bd_holder == holder)
 674                 return true;     /* already a holder */
 675         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 676                 return false;    /* held by someone else */
 677         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 678                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 679
 680         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 681                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 682         else if (whole->bd_holder != NULL)
 683                 return false;    /* is a partition of a held device */
 684         else
 685                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 686 }
 687
 688 /**
 689  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 690  * @bdev: block device of interest
 691  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 692  * @holder: holder trying to claim @bdev
 693  *
 694  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 695  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 696  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 697  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 698  *
 699  * CONTEXT:
 700  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 701  * it multiple times.
 702  *
 703  * RETURNS:
 704  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 705  */
 706 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 707                                struct block_device *whole, void *holder)
 708 {
 709 retry:
 710         /* if someone else claimed, fail */
 711         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 712                 return -EBUSY;
 713
 714         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 715         if (whole->bd_claiming) {
 716                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 717                 DEFINE_WAIT(wait);
 718
 719                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 720                 spin_unlock(&bdev_lock);
 721                 schedule();
 722                 finish_wait(wq, &wait);
 723                 spin_lock(&bdev_lock);
 724                 goto retry;
 725         }
 726
 727         /* yay, all mine */
 728         return 0;
 729 }
 730
 731 /**
 732  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 733  * @bdev: block device of interest
 734  * @holder: holder trying to claim @bdev
 735  *
 736  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 737  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 738  * successful call to this function must be matched with a call to
 739  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 740  * fail).
 741  *
 742  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 743  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 744  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 745  * access but may subsequently fail.
 746  *
 747  * CONTEXT:
 748  * Might sleep.
 749  *
 750  * RETURNS:
 751  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 752  * value on failure.
 753  */
 754 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 755                                               void *holder)
 756 {
 757         struct gendisk *disk;
 758         struct block_device *whole;
 759         int partno, err;
 760
 761         might_sleep();
 762
 763         /*
 764          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 765          * and grab the outer block device the hard way.
 766          */
 767         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 768         if (!disk)
 769                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 770
 771         /*
 772          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 773          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 774          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 775          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 776          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 777          * way.
 778          */
 779         if (partno)
 780                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 781         else
 782                 whole = bdgrab(bdev);
 783
 784         module_put(disk->fops->owner);
 785         put_disk(disk);
 786         if (!whole)
 787                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 788
 789         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 790         spin_lock(&bdev_lock);
 791
 792         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 793         if (err == 0) {
 794                 whole->bd_claiming = holder;
 795                 spin_unlock(&bdev_lock);
 796                 return whole;
 797         } else {
 798                 spin_unlock(&bdev_lock);
 799                 bdput(whole);
 800                 return ERR_PTR(err);
 801         }
 802 }
 803
 804 #ifdef CONFIG_SYSFS
 805 struct bd_holder_disk {
 806         struct list_head        list;
 807         struct gendisk          *disk;
 808         int                     refcnt;
 809 };
 810
 811 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 812                                                   struct gendisk *disk)
 813 {
 814         struct bd_holder_disk *holder;
 815
 816         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 817                 if (holder->disk == disk)
 818                         return holder;
 819         return NULL;
 820 }
 821
 822 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 823 {
 824         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 825 }
 826
 827 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 828 {
 829         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 830 }
 831
 832 /**
 833  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 834  * @bdev: the claimed slave bdev
 835  * @disk: the holding disk
 836  *
 837  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 838  *
 839  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 840  *
 841  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
 842  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
 843  *
 844  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
 845  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
 846  *
 847  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 848  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 849  *
 850  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
 851  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
 852  * lifetime of these symlinks.
 853  *
 854  * CONTEXT:
 855  * Might sleep.
 856  *
 857  * RETURNS:
 858  * 0 on success, -errno on failure.
 859  */
 860 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 861 {
 862         struct bd_holder_disk *holder;
 863         int ret = 0;
 864
 865         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 866
 867         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
 868
 869         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
 870         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
 871                 goto out_unlock;
 872
 873         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 874         if (holder) {
 875                 holder->refcnt++;
 876                 goto out_unlock;
 877         }
 878
 879         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
 880         if (!holder) {
 881                 ret = -ENOMEM;
 882                 goto out_unlock;
 883         }
 884
 885         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
 886         holder->disk = disk;
 887         holder->refcnt = 1;
 888
 889         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 890         if (ret)
 891                 goto out_free;
 892
 893         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
 894         if (ret)
 895                 goto out_del;
 896         /*
 897          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
 898          * the holder directory.  Hold on to it.
 899          */
 900         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 901
 902         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
 903         goto out_unlock;
 904
 905 out_del:
 906         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 907 out_free:
 908         kfree(holder);
 909 out_unlock:
 910         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 911         return ret;
 912 }
 913 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
 914
 915 /**
 916  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
 917  * @bdev: the calimed slave bdev
 918  * @disk: the holding disk
 919  *
 920  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 921  *
 922  * CONTEXT:
 923  * Might sleep.
 924  */
 925 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 926 {
 927         struct bd_holder_disk *holder;
 928
 929         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 930
 931         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
 932
 933         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
 934                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
 935                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
 936                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
 937                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
 938                 list_del_init(&holder->list);
 939                 kfree(holder);
 940         }
 941
 942         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 943 }
 944 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
 945 #endif
 946
 947 /**
 948  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
 949  *
 950  * @bdev:      struct block device to be flushed
 951  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
 952  *
 953  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
 954  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
 955  * resize.
 956  */
 957 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 958 {
 959         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
 960                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
 961
 962                 if (bdev->bd_disk)
 963                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
 964                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
 965                        "resized disk %s\n", name);
 966         }
 967
 968         if (!bdev->bd_disk)
 969                 return;
 970         if (disk_partitionable(bdev->bd_disk))
 971                 bdev->bd_invalidated = 1;
 972 }
 973
 974 /**
 975  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
 976  * @disk: struct gendisk to check
 977  * @bdev: struct bdev to adjust.
 978  *
 979  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
 980  * and adjusts it if it differs.
 981  */
 982 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
 983 {
 984         loff_t disk_size, bdev_size;
 985
 986         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
 987         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 988         if (disk_size != bdev_size) {
 989                 char name[BDEVNAME_SIZE];
 990
 991                 disk_name(disk, 0, name);
 992                 printk(KERN_INFO
 993                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
 994                        name, bdev_size, disk_size);
 995                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
 996                 flush_disk(bdev, false);
 997         }
 998 }
 999 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1000
1001 /**
1002  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1003  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1004  *
1005  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1006  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1007  * for all revalidate_disk operations.
1008  */
1009 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1010 {
1011         struct block_device *bdev;
1012         int ret = 0;
1013
1014         if (disk->fops->revalidate_disk)
1015                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1016
1017         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1018         if (!bdev)
1019                 return ret;
1020
1021         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1022         check_disk_size_change(disk, bdev);
1023         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1024         bdput(bdev);
1025         return ret;
1026 }
1027 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1028
1029 /*
1030  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1031  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1032  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1033  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1034  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1035  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1036  * to lose :-)
1037  */
1038 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1039 {
1040         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1041         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1042         unsigned int events;
1043
1044         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1045                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1046         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1047                 return 0;
1048
1049         flush_disk(bdev, true);
1050         if (bdops->revalidate_disk)
1051                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1052         return 1;
1053 }
1054
1055 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1056
1057 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1058 {
1059         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1060
1061         bdev->bd_inode->i_size = size;
1062         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1063                 if (size & bsize)
1064                         break;
1065                 bsize <<= 1;
1066         }
1067         bdev->bd_block_size = bsize;
1068         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1069 }
1070 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1071
1072 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1073
1074 /*
1075  * bd_mutex locking:
1076  *
1077  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1078  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1079  */
1080
1081 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1082 {
1083         struct gendisk *disk;
1084         int ret;
1085         int partno;
1086         int perm = 0;
1087
1088         if (mode & FMODE_READ)
1089                 perm |= MAY_READ;
1090         if (mode & FMODE_WRITE)
1091                 perm |= MAY_WRITE;
1092         /*
1093          * hooks: /n/, see "layering violations".
1094          */
1095         if (!for_part) {
1096                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1097                 if (ret != 0) {
1098                         bdput(bdev);
1099                         return ret;
1100                 }
1101         }
1102
1103  restart:
1104
1105         ret = -ENXIO;
1106         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1107         if (!disk)
1108                 goto out;
1109
1110         disk_block_events(disk);
1111         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1112         if (!bdev->bd_openers) {
1113                 bdev->bd_disk = disk;
1114                 bdev->bd_contains = bdev;
1115                 if (!partno) {
1116                         struct backing_dev_info *bdi;
1117
1118                         ret = -ENXIO;
1119                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1120                         if (!bdev->bd_part)
1121                                 goto out_clear;
1122
1123                         ret = 0;
1124                         if (disk->fops->open) {
1125                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1126                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1127                                         /* Lost a race with 'disk' being
1128                                          * deleted, try again.
1129                                          * See md.c
1130                                          */
1131                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1132                                         bdev->bd_part = NULL;
1133                                         bdev->bd_disk = NULL;
1134                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1135                                         disk_unblock_events(disk);
1136                                         module_put(disk->fops->owner);
1137                                         put_disk(disk);
1138                                         goto restart;
1139                                 }
1140                         }
1141
1142                         if (!ret && !bdev->bd_openers) {
1143                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1144                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1145                                 if (bdi == NULL)
1146                                         bdi = &default_backing_dev_info;
1147                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1148                         }
1149
1150                         /*
1151                          * If the device is invalidated, rescan partition
1152                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1153                          * The latter is necessary to prevent ghost
1154                          * partitions on a removed medium.
1155                          */
1156                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1157                                 rescan_partitions(disk, bdev);
1158                         if (ret)
1159                                 goto out_clear;
1160                 } else {
1161                         struct block_device *whole;
1162                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1163                         ret = -ENOMEM;
1164                         if (!whole)
1165                                 goto out_clear;
1166                         BUG_ON(for_part);
1167                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1168                         if (ret)
1169                                 goto out_clear;
1170                         bdev->bd_contains = whole;
1171                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1172                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1173                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1174                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1175                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1176                                 ret = -ENXIO;
1177                                 goto out_clear;
1178                         }
1179                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1180                 }
1181         } else {
1182                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1183                         ret = 0;
1184                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1185                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1186                         /* the same as first opener case, read comment there */
1187                         if (bdev->bd_invalidated && (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1188                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1189                         if (ret)
1190                                 goto out_unlock_bdev;
1191                 }
1192                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1193                 module_put(disk->fops->owner);
1194                 put_disk(disk);
1195         }
1196         bdev->bd_openers++;
1197         if (for_part)
1198                 bdev->bd_part_count++;
1199         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1200         disk_unblock_events(disk);
1201         return 0;
1202
1203  out_clear:
1204         disk_put_part(bdev->bd_part);
1205         bdev->bd_disk = NULL;
1206         bdev->bd_part = NULL;
1207         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1208         if (bdev != bdev->bd_contains)
1209                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1210         bdev->bd_contains = NULL;
1211  out_unlock_bdev:
1212         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1213         disk_unblock_events(disk);
1214         module_put(disk->fops->owner);
1215         put_disk(disk);
1216  out:
1217         bdput(bdev);
1218
1219         return ret;
1220 }
1221
1222 /**
1223  * blkdev_get - open a block device
1224  * @bdev: block_device to open
1225  * @mode: FMODE_* mask
1226  * @holder: exclusive holder identifier
1227  *
1228  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1229  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1230  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1231  *
1232  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1233  * @bdev is put.
1234  *
1235  * CONTEXT:
1236  * Might sleep.
1237  *
1238  * RETURNS:
1239  * 0 on success, -errno on failure.
1240  */
1241 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1242 {
1243         struct block_device *whole = NULL;
1244         int res;
1245
1246         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1247
1248         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1249                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1250                 if (IS_ERR(whole)) {
1251                         bdput(bdev);
1252                         return PTR_ERR(whole);
1253                 }
1254         }
1255
1256         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1257
1258         if (whole) {
1259                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1260
1261                 /* finish claiming */
1262                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1263                 spin_lock(&bdev_lock);
1264
1265                 if (!res) {
1266                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1267                         /*
1268                          * Note that for a whole device bd_holders
1269                          * will be incremented twice, and bd_holder
1270                          * will be set to bd_may_claim before being
1271                          * set to holder
1272                          */
1273                         whole->bd_holders++;
1274                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1275                         bdev->bd_holders++;
1276                         bdev->bd_holder = holder;
1277                 }
1278
1279                 /* tell others that we're done */
1280                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1281                 whole->bd_claiming = NULL;
1282                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1283
1284                 spin_unlock(&bdev_lock);
1285
1286                 /*
1287                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1288                  * write holder makes the write_holder state stick until
1289                  * all are released.  This is good enough and tracking
1290                  * individual writeable reference is too fragile given the
1291                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1292                  */
1293                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1294                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1295                         bdev->bd_write_holder = true;
1296                         disk_block_events(disk);
1297                 }
1298
1299                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1300                 bdput(whole);
1301         }
1302
1303         return res;
1304 }
1305 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1306
1307 /**
1308  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1309  * @path: path to the block device to open
1310  * @mode: FMODE_* mask
1311  * @holder: exclusive holder identifier
1312  *
1313  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1314  * and @holder are identical to blkdev_get().
1315  *
1316  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1317  *
1318  * CONTEXT:
1319  * Might sleep.
1320  *
1321  * RETURNS:
1322  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1323  */
1324 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1325                                         void *holder)
1326 {
1327         struct block_device *bdev;
1328         int err;
1329
1330         bdev = lookup_bdev(path);
1331         if (IS_ERR(bdev))
1332                 return bdev;
1333
1334         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1335         if (err)
1336                 return ERR_PTR(err);
1337
1338         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1339                 blkdev_put(bdev, mode);
1340                 return ERR_PTR(-EACCES);
1341         }
1342
1343         return bdev;
1344 }
1345 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1346
1347 /**
1348  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1349  * @dev: device number of block device to open
1350  * @mode: FMODE_* mask
1351  * @holder: exclusive holder identifier
1352  *
1353  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1354  * @holder are identical to blkdev_get().
1355  *
1356  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1357  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1358  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1359  * ever need it - reconsider your API.
1360  *
1361  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1362  *
1363  * CONTEXT:
1364  * Might sleep.
1365  *
1366  * RETURNS:
1367  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1368  */
1369 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1370 {
1371         struct block_device *bdev;
1372         int err;
1373
1374         bdev = bdget(dev);
1375         if (!bdev)
1376                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1377
1378         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1379         if (err)
1380                 return ERR_PTR(err);
1381
1382         return bdev;
1383 }
1384 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1385
1386 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1387 {
1388         struct block_device *bdev;
1389
1390         /*
1391          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1392          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1393          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1394          * during an unstable branch.
1395          */
1396         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1397
1398         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1399                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1400         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1401                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1402         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1403                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1404
1405         bdev = bd_acquire(inode);
1406         if (bdev == NULL)
1407                 return -ENOMEM;
1408
1409         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1410
1411         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1412 }
1413
1414 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1415 {
1416         int ret = 0;
1417         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1418         struct block_device *victim = NULL;
1419
1420         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1421         if (for_part)
1422                 bdev->bd_part_count--;
1423
1424         if (!--bdev->bd_openers) {
1425                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1426                 sync_blockdev(bdev);
1427                 kill_bdev(bdev);
1428         }
1429         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1430                 if (disk->fops->release)
1431                         ret = disk->fops->release(disk, mode);
1432         }
1433         if (!bdev->bd_openers) {
1434                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1435
1436                 put_disk(disk);
1437                 module_put(owner);
1438                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1439                 bdev->bd_part = NULL;
1440                 bdev->bd_disk = NULL;
1441                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1442                                         &default_backing_dev_info);
1443                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1444                         victim = bdev->bd_contains;
1445                 bdev->bd_contains = NULL;
1446         }
1447         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1448         bdput(bdev);
1449         if (victim)
1450                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1451         return ret;
1452 }
1453
1454 int blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1455 {
1456         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1457
1458         if (mode & FMODE_EXCL) {
1459                 bool bdev_free;
1460
1461                 /*
1462                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1463                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1464                  * synchronize disk_holder unlinking.
1465                  */
1466                 spin_lock(&bdev_lock);
1467
1468                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1469                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1470
1471                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1472                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1473                         bdev->bd_holder = NULL;
1474                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1475                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1476
1477                 spin_unlock(&bdev_lock);
1478
1479                 /*
1480                  * If this was the last claim, remove holder link and
1481                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1482                  */
1483                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1484                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1485                         bdev->bd_write_holder = false;
1486                 }
1487         }
1488
1489         /*
1490          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1491          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1492          * from userland - e.g. eject(1).
1493          */
1494         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1495
1496         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1497
1498         return __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1499 }
1500 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1501
1502 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1503 {
1504         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1505
1506         return blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1507 }
1508
1509 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1510 {
1511         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1512         fmode_t mode = file->f_mode;
1513
1514         /*
1515          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1516          * to updated it before every ioctl.
1517          */
1518         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1519                 mode |= FMODE_NDELAY;
1520         else
1521                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1522
1523         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1524 }
1525
1526 /*
1527  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1528  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1529  *
1530  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1531  * use.
1532  */
1533 ssize_t blkdev_aio_write(struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
1534                          unsigned long nr_segs, loff_t pos)
1535 {
1536         struct file *file = iocb->ki_filp;
1537         ssize_t ret;
1538
1539         BUG_ON(iocb->ki_pos != pos);
1540
1541         ret = __generic_file_aio_write(iocb, iov, nr_segs, &iocb->ki_pos);
1542         if (ret > 0 || ret == -EIOCBQUEUED) {
1543                 ssize_t err;
1544
1545                 err = generic_write_sync(file, pos, ret);
1546                 if (err < 0 && ret > 0)
1547                         ret = err;
1548         }
1549         return ret;
1550 }
1551 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_aio_write);
1552
1553 /*
1554  * Try to release a page associated with block device when the system
1555  * is under memory pressure.
1556  */
1557 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1558 {
1559         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1560
1561         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1562                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1563
1564         return try_to_free_buffers(page);
1565 }
1566
1567 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1568         .readpage       = blkdev_readpage,
1569         .writepage      = blkdev_writepage,
1570         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1571         .write_end      = blkdev_write_end,
1572         .writepages     = generic_writepages,
1573         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1574         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1575 };
1576
1577 const struct file_operations def_blk_fops = {
1578         .open           = blkdev_open,
1579         .release        = blkdev_close,
1580         .llseek         = block_llseek,
1581         .read           = do_sync_read,
1582         .write          = do_sync_write,
1583         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1584         .aio_write      = blkdev_aio_write,
1585         .mmap           = generic_file_mmap,
1586         .fsync          = blkdev_fsync,
1587         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1588 #ifdef CONFIG_COMPAT
1589         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1590 #endif
1591         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1592         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1593 };
1594
1595 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1596 {
1597         int res;
1598         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1599         set_fs(KERNEL_DS);
1600         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1601         set_fs(old_fs);
1602         return res;
1603 }
1604
1605 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1606
1607 /**
1608  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1609  * @pathname:   special file representing the block device
1610  *
1611  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1612  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1613  * otherwise.
1614  */
1615 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1616 {
1617         struct block_device *bdev;
1618         struct inode *inode;
1619         struct path path;
1620         int error;
1621
1622         if (!pathname || !*pathname)
1623                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1624
1625         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1626         if (error)
1627                 return ERR_PTR(error);
1628
1629         inode = path.dentry->d_inode;
1630         error = -ENOTBLK;
1631         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1632                 goto fail;
1633         error = -EACCES;
1634         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1635                 goto fail;
1636         error = -ENOMEM;
1637         bdev = bd_acquire(inode);
1638         if (!bdev)
1639                 goto fail;
1640 out:
1641         path_put(&path);
1642         return bdev;
1643 fail:
1644         bdev = ERR_PTR(error);
1645         goto out;
1646 }
1647 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1648
1649 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1650 {
1651         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1652         int res = 0;
1653
1654         if (sb) {
1655                 /*
1656                  * no need to lock the super, get_super holds the
1657                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1658                  * under us (->put_super runs with the write lock
1659                  * hold).
1660                  */
1661                 shrink_dcache_sb(sb);
1662                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1663                 drop_super(sb);
1664         }
1665         invalidate_bdev(bdev);
1666         return res;
1667 }
1668 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);