dm raid: add discard support for RAID levels 1 and 10
[cascardo/linux.git] / 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/magic.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagevec.h>
23 #include <linux/writeback.h>
24 #include <linux/mpage.h>
25 #include <linux/mount.h>
26 #include <linux/uio.h>
27 #include <linux/namei.h>
28 #include <linux/log2.h>
29 #include <linux/cleancache.h>
30 #include <linux/aio.h>
31 #include <asm/uaccess.h>
32 #include "internal.h"
33
34 struct bdev_inode {
35         struct block_device bdev;
36         struct inode vfs_inode;
37 };
38
39 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
40
41 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
42 {
43         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
44 }
45
46 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
47 {
48         return &BDEV_I(inode)->bdev;
49 }
50 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
51
52 /*
53  * Move the inode from its current bdi to a new bdi.  Make sure the inode
54  * is clean before moving so that it doesn't linger on the old bdi.
55  */
56 static void bdev_inode_switch_bdi(struct inode *inode,
57                         struct backing_dev_info *dst)
58 {
59         while (true) {
60                 spin_lock(&inode->i_lock);
61                 if (!(inode->i_state & I_DIRTY)) {
62                         inode->i_data.backing_dev_info = dst;
63                         spin_unlock(&inode->i_lock);
64                         return;
65                 }
66                 spin_unlock(&inode->i_lock);
67                 WARN_ON_ONCE(write_inode_now(inode, true));
68         }
69 }
70
71 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
72 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
73 {
74         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
75
76         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrshadows == 0)
77                 return;
78
79         invalidate_bh_lrus();
80         truncate_inode_pages(mapping, 0);
81 }       
82 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
83
84 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
85 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
86 {
87         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
88
89         if (mapping->nrpages == 0)
90                 return;
91
92         invalidate_bh_lrus();
93         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
94         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
95         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
96          * But, for the strange corners, lets be cautious
97          */
98         cleancache_invalidate_inode(mapping);
99 }
100 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
101
102 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
103 {
104         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
105         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
106                 return -EINVAL;
107
108         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
109         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
110                 return -EINVAL;
111
112         /* Don't change the size if it is same as current */
113         if (bdev->bd_block_size != size) {
114                 sync_blockdev(bdev);
115                 bdev->bd_block_size = size;
116                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
117                 kill_bdev(bdev);
118         }
119         return 0;
120 }
121
122 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
123
124 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
125 {
126         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
127                 return 0;
128         /* If we get here, we know size is power of two
129          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
130         sb->s_blocksize = size;
131         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
132         return sb->s_blocksize;
133 }
134
135 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
136
137 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
138 {
139         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
140         if (size < minsize)
141                 size = minsize;
142         return sb_set_blocksize(sb, size);
143 }
144
145 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
146
147 static int
148 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
149                 struct buffer_head *bh, int create)
150 {
151         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
152         bh->b_blocknr = iblock;
153         set_buffer_mapped(bh);
154         return 0;
155 }
156
157 static ssize_t
158 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
159                         loff_t offset)
160 {
161         struct file *file = iocb->ki_filp;
162         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
163
164         return __blockdev_direct_IO(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
165                                     offset, blkdev_get_block,
166                                     NULL, NULL, 0);
167 }
168
169 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
170 {
171         if (!bdev)
172                 return 0;
173         if (!wait)
174                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
175         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
176 }
177
178 /*
179  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
180  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
181  */
182 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
183 {
184         return __sync_blockdev(bdev, 1);
185 }
186 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
187
188 /*
189  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
190  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
191  * device.  Takes the superblock lock.
192  */
193 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
194 {
195         struct super_block *sb = get_super(bdev);
196         if (sb) {
197                 int res = sync_filesystem(sb);
198                 drop_super(sb);
199                 return res;
200         }
201         return sync_blockdev(bdev);
202 }
203 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
204
205 /**
206  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
207  * @bdev:       blockdevice to lock
208  *
209  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
210  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
211  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
212  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
213  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
214  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
215  * actually.
216  */
217 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
218 {
219         struct super_block *sb;
220         int error = 0;
221
222         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
223         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
224                 /*
225                  * We don't even need to grab a reference - the first call
226                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
227                  * thaw_bdev drops it.
228                  */
229                 sb = get_super(bdev);
230                 drop_super(sb);
231                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
232                 return sb;
233         }
234
235         sb = get_active_super(bdev);
236         if (!sb)
237                 goto out;
238         error = freeze_super(sb);
239         if (error) {
240                 deactivate_super(sb);
241                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
242                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
243                 return ERR_PTR(error);
244         }
245         deactivate_super(sb);
246  out:
247         sync_blockdev(bdev);
248         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
249         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
250 }
251 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
252
253 /**
254  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
255  * @bdev:       blockdevice to unlock
256  * @sb:         associated superblock
257  *
258  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
259  */
260 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
261 {
262         int error = -EINVAL;
263
264         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
265         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
266                 goto out;
267
268         error = 0;
269         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
270                 goto out;
271
272         if (!sb)
273                 goto out;
274
275         error = thaw_super(sb);
276         if (error) {
277                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
278                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
279                 return error;
280         }
281 out:
282         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
283         return 0;
284 }
285 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
286
287 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
288 {
289         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
290 }
291
292 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
293 {
294         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
295 }
296
297 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
298                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
299                         struct page **pagep, void **fsdata)
300 {
301         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
302                                  blkdev_get_block);
303 }
304
305 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
306                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
307                         struct page *page, void *fsdata)
308 {
309         int ret;
310         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
311
312         unlock_page(page);
313         page_cache_release(page);
314
315         return ret;
316 }
317
318 /*
319  * private llseek:
320  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
321  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
322  */
323 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
324 {
325         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
326         loff_t retval;
327
328         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
329         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
330         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
331         return retval;
332 }
333         
334 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
335 {
336         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
337         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
338         int error;
339         
340         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
341         if (error)
342                 return error;
343
344         /*
345          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
346          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
347          * O_SYNC writers to a block device.
348          */
349         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
350         if (error == -EOPNOTSUPP)
351                 error = 0;
352
353         return error;
354 }
355 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
356
357 /**
358  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
359  * @bdev: The device to read the page from
360  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
361  * @page: The page to read
362  *
363  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
364  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
365  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
366  *
367  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
368  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
369  * than propagate an error back up the stack.
370  *
371  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
372  */
373 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
374                         struct page *page)
375 {
376         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
377         if (!ops->rw_page)
378                 return -EOPNOTSUPP;
379         return ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
380 }
381 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
382
383 /**
384  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
385  * @bdev: The device to write the page to
386  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
387  * @page: The page to write
388  * @wbc: The writeback_control for the write
389  *
390  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
391  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
392  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
393  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
394  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
395  *
396  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
397  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
398  * than propagate an error back up the stack.
399  *
400  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
401  */
402 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
403                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
404 {
405         int result;
406         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
407         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
408         if (!ops->rw_page)
409                 return -EOPNOTSUPP;
410         set_page_writeback(page);
411         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
412         if (result)
413                 end_page_writeback(page);
414         else
415                 unlock_page(page);
416         return result;
417 }
418 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
419
420 /*
421  * pseudo-fs
422  */
423
424 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
425 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
426
427 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
428 {
429         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
430         if (!ei)
431                 return NULL;
432         return &ei->vfs_inode;
433 }
434
435 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
436 {
437         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
438         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
439
440         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
441 }
442
443 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
444 {
445         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
446 }
447
448 static void init_once(void *foo)
449 {
450         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
451         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
452
453         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
454         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
455         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
456         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
457 #ifdef CONFIG_SYSFS
458         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
459 #endif
460         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
461         /* Initialize mutex for freeze. */
462         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
463 }
464
465 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
466 {
467         list_del_init(&inode->i_devices);
468         inode->i_bdev = NULL;
469         inode->i_mapping = &inode->i_data;
470 }
471
472 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
473 {
474         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
475         struct list_head *p;
476         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
477         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
478         clear_inode(inode);
479         spin_lock(&bdev_lock);
480         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
481                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
482         }
483         list_del_init(&bdev->bd_list);
484         spin_unlock(&bdev_lock);
485 }
486
487 static const struct super_operations bdev_sops = {
488         .statfs = simple_statfs,
489         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
490         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
491         .drop_inode = generic_delete_inode,
492         .evict_inode = bdev_evict_inode,
493 };
494
495 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
496         int flags, const char *dev_name, void *data)
497 {
498         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
499 }
500
501 static struct file_system_type bd_type = {
502         .name           = "bdev",
503         .mount          = bd_mount,
504         .kill_sb        = kill_anon_super,
505 };
506
507 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
508
509 void __init bdev_cache_init(void)
510 {
511         int err;
512         static struct vfsmount *bd_mnt;
513
514         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
515                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
516                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
517                         init_once);
518         err = register_filesystem(&bd_type);
519         if (err)
520                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
521         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
522         if (IS_ERR(bd_mnt))
523                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
524         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
525 }
526
527 /*
528  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
529  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
530  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
531  */
532 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
533 {
534         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
535 }
536
537 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
538 {
539         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
540 }
541
542 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
543 {
544         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
545         return 0;
546 }
547
548 static LIST_HEAD(all_bdevs);
549
550 struct block_device *bdget(dev_t dev)
551 {
552         struct block_device *bdev;
553         struct inode *inode;
554
555         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
556                         bdev_test, bdev_set, &dev);
557
558         if (!inode)
559                 return NULL;
560
561         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
562
563         if (inode->i_state & I_NEW) {
564                 bdev->bd_contains = NULL;
565                 bdev->bd_super = NULL;
566                 bdev->bd_inode = inode;
567                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
568                 bdev->bd_part_count = 0;
569                 bdev->bd_invalidated = 0;
570                 inode->i_mode = S_IFBLK;
571                 inode->i_rdev = dev;
572                 inode->i_bdev = bdev;
573                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
574                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
575                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
576                 spin_lock(&bdev_lock);
577                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
578                 spin_unlock(&bdev_lock);
579                 unlock_new_inode(inode);
580         }
581         return bdev;
582 }
583
584 EXPORT_SYMBOL(bdget);
585
586 /**
587  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
588  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
589  */
590 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
591 {
592         ihold(bdev->bd_inode);
593         return bdev;
594 }
595 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
596
597 long nr_blockdev_pages(void)
598 {
599         struct block_device *bdev;
600         long ret = 0;
601         spin_lock(&bdev_lock);
602         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
603                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
604         }
605         spin_unlock(&bdev_lock);
606         return ret;
607 }
608
609 void bdput(struct block_device *bdev)
610 {
611         iput(bdev->bd_inode);
612 }
613
614 EXPORT_SYMBOL(bdput);
615  
616 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
617 {
618         struct block_device *bdev;
619
620         spin_lock(&bdev_lock);
621         bdev = inode->i_bdev;
622         if (bdev) {
623                 ihold(bdev->bd_inode);
624                 spin_unlock(&bdev_lock);
625                 return bdev;
626         }
627         spin_unlock(&bdev_lock);
628
629         bdev = bdget(inode->i_rdev);
630         if (bdev) {
631                 spin_lock(&bdev_lock);
632                 if (!inode->i_bdev) {
633                         /*
634                          * We take an additional reference to bd_inode,
635                          * and it's released in clear_inode() of inode.
636                          * So, we can access it via ->i_mapping always
637                          * without igrab().
638                          */
639                         ihold(bdev->bd_inode);
640                         inode->i_bdev = bdev;
641                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
642                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
643                 }
644                 spin_unlock(&bdev_lock);
645         }
646         return bdev;
647 }
648
649 int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
650 {
651         return sb == blockdev_superblock;
652 }
653
654 /* Call when you free inode */
655
656 void bd_forget(struct inode *inode)
657 {
658         struct block_device *bdev = NULL;
659
660         spin_lock(&bdev_lock);
661         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
662                 bdev = inode->i_bdev;
663         __bd_forget(inode);
664         spin_unlock(&bdev_lock);
665
666         if (bdev)
667                 iput(bdev->bd_inode);
668 }
669
670 /**
671  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
672  * @bdev: block device of interest
673  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
674  * @holder: holder trying to claim @bdev
675  *
676  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
677  *
678  * CONTEXT:
679  * spin_lock(&bdev_lock).
680  *
681  * RETURNS:
682  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
683  */
684 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
685                          void *holder)
686 {
687         if (bdev->bd_holder == holder)
688                 return true;     /* already a holder */
689         else if (bdev->bd_holder != NULL)
690                 return false;    /* held by someone else */
691         else if (bdev->bd_contains == bdev)
692                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
693
694         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
695                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
696         else if (whole->bd_holder != NULL)
697                 return false;    /* is a partition of a held device */
698         else
699                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
700 }
701
702 /**
703  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
704  * @bdev: block device of interest
705  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
706  * @holder: holder trying to claim @bdev
707  *
708  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
709  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
710  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
711  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
712  *
713  * CONTEXT:
714  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
715  * it multiple times.
716  *
717  * RETURNS:
718  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
719  */
720 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
721                                struct block_device *whole, void *holder)
722 {
723 retry:
724         /* if someone else claimed, fail */
725         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
726                 return -EBUSY;
727
728         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
729         if (whole->bd_claiming) {
730                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
731                 DEFINE_WAIT(wait);
732
733                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
734                 spin_unlock(&bdev_lock);
735                 schedule();
736                 finish_wait(wq, &wait);
737                 spin_lock(&bdev_lock);
738                 goto retry;
739         }
740
741         /* yay, all mine */
742         return 0;
743 }
744
745 /**
746  * bd_start_claiming - start claiming a block device
747  * @bdev: block device of interest
748  * @holder: holder trying to claim @bdev
749  *
750  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
751  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
752  * successful call to this function must be matched with a call to
753  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
754  * fail).
755  *
756  * This function is used to gain exclusive access to the block device
757  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
758  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
759  * access but may subsequently fail.
760  *
761  * CONTEXT:
762  * Might sleep.
763  *
764  * RETURNS:
765  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
766  * value on failure.
767  */
768 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
769                                               void *holder)
770 {
771         struct gendisk *disk;
772         struct block_device *whole;
773         int partno, err;
774
775         might_sleep();
776
777         /*
778          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
779          * and grab the outer block device the hard way.
780          */
781         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
782         if (!disk)
783                 return ERR_PTR(-ENXIO);
784
785         /*
786          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
787          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
788          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
789          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
790          * tracking is broken for those devices but it has always been that
791          * way.
792          */
793         if (partno)
794                 whole = bdget_disk(disk, 0);
795         else
796                 whole = bdgrab(bdev);
797
798         module_put(disk->fops->owner);
799         put_disk(disk);
800         if (!whole)
801                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
802
803         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
804         spin_lock(&bdev_lock);
805
806         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
807         if (err == 0) {
808                 whole->bd_claiming = holder;
809                 spin_unlock(&bdev_lock);
810                 return whole;
811         } else {
812                 spin_unlock(&bdev_lock);
813                 bdput(whole);
814                 return ERR_PTR(err);
815         }
816 }
817
818 #ifdef CONFIG_SYSFS
819 struct bd_holder_disk {
820         struct list_head        list;
821         struct gendisk          *disk;
822         int                     refcnt;
823 };
824
825 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
826                                                   struct gendisk *disk)
827 {
828         struct bd_holder_disk *holder;
829
830         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
831                 if (holder->disk == disk)
832                         return holder;
833         return NULL;
834 }
835
836 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
837 {
838         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
839 }
840
841 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
842 {
843         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
844 }
845
846 /**
847  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
848  * @bdev: the claimed slave bdev
849  * @disk: the holding disk
850  *
851  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
852  *
853  * This functions creates the following sysfs symlinks.
854  *
855  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
856  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
857  *
858  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
859  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
860  *
861  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
862  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
863  *
864  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
865  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
866  * lifetime of these symlinks.
867  *
868  * CONTEXT:
869  * Might sleep.
870  *
871  * RETURNS:
872  * 0 on success, -errno on failure.
873  */
874 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
875 {
876         struct bd_holder_disk *holder;
877         int ret = 0;
878
879         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
880
881         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
882
883         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
884         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
885                 goto out_unlock;
886
887         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
888         if (holder) {
889                 holder->refcnt++;
890                 goto out_unlock;
891         }
892
893         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
894         if (!holder) {
895                 ret = -ENOMEM;
896                 goto out_unlock;
897         }
898
899         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
900         holder->disk = disk;
901         holder->refcnt = 1;
902
903         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
904         if (ret)
905                 goto out_free;
906
907         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
908         if (ret)
909                 goto out_del;
910         /*
911          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
912          * the holder directory.  Hold on to it.
913          */
914         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
915
916         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
917         goto out_unlock;
918
919 out_del:
920         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
921 out_free:
922         kfree(holder);
923 out_unlock:
924         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
925         return ret;
926 }
927 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
928
929 /**
930  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
931  * @bdev: the calimed slave bdev
932  * @disk: the holding disk
933  *
934  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
935  *
936  * CONTEXT:
937  * Might sleep.
938  */
939 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
940 {
941         struct bd_holder_disk *holder;
942
943         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
944
945         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
946
947         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
948                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
949                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
950                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
951                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
952                 list_del_init(&holder->list);
953                 kfree(holder);
954         }
955
956         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
957 }
958 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
959 #endif
960
961 /**
962  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
963  *
964  * @bdev:      struct block device to be flushed
965  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
966  *
967  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
968  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
969  * resize.
970  */
971 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
972 {
973         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
974                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
975
976                 if (bdev->bd_disk)
977                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
978                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
979                        "resized disk %s\n", name);
980         }
981
982         if (!bdev->bd_disk)
983                 return;
984         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
985                 bdev->bd_invalidated = 1;
986 }
987
988 /**
989  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
990  * @disk: struct gendisk to check
991  * @bdev: struct bdev to adjust.
992  *
993  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
994  * and adjusts it if it differs.
995  */
996 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
997 {
998         loff_t disk_size, bdev_size;
999
1000         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1001         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1002         if (disk_size != bdev_size) {
1003                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1004
1005                 disk_name(disk, 0, name);
1006                 printk(KERN_INFO
1007                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1008                        name, bdev_size, disk_size);
1009                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1010                 flush_disk(bdev, false);
1011         }
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1014
1015 /**
1016  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1017  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1018  *
1019  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1020  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1021  * for all revalidate_disk operations.
1022  */
1023 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1024 {
1025         struct block_device *bdev;
1026         int ret = 0;
1027
1028         if (disk->fops->revalidate_disk)
1029                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1030
1031         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1032         if (!bdev)
1033                 return ret;
1034
1035         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1036         check_disk_size_change(disk, bdev);
1037         bdev->bd_invalidated = 0;
1038         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1039         bdput(bdev);
1040         return ret;
1041 }
1042 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1043
1044 /*
1045  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1046  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1047  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1048  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1049  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1050  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1051  * to lose :-)
1052  */
1053 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1054 {
1055         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1056         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1057         unsigned int events;
1058
1059         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1060                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1061         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1062                 return 0;
1063
1064         flush_disk(bdev, true);
1065         if (bdops->revalidate_disk)
1066                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1067         return 1;
1068 }
1069
1070 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1071
1072 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1073 {
1074         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1075
1076         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1077         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1078         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1079         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1080                 if (size & bsize)
1081                         break;
1082                 bsize <<= 1;
1083         }
1084         bdev->bd_block_size = bsize;
1085         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1086 }
1087 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1088
1089 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1090
1091 /*
1092  * bd_mutex locking:
1093  *
1094  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1095  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1096  */
1097
1098 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1099 {
1100         struct gendisk *disk;
1101         struct module *owner;
1102         int ret;
1103         int partno;
1104         int perm = 0;
1105
1106         if (mode & FMODE_READ)
1107                 perm |= MAY_READ;
1108         if (mode & FMODE_WRITE)
1109                 perm |= MAY_WRITE;
1110         /*
1111          * hooks: /n/, see "layering violations".
1112          */
1113         if (!for_part) {
1114                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1115                 if (ret != 0) {
1116                         bdput(bdev);
1117                         return ret;
1118                 }
1119         }
1120
1121  restart:
1122
1123         ret = -ENXIO;
1124         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1125         if (!disk)
1126                 goto out;
1127         owner = disk->fops->owner;
1128
1129         disk_block_events(disk);
1130         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1131         if (!bdev->bd_openers) {
1132                 bdev->bd_disk = disk;
1133                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1134                 bdev->bd_contains = bdev;
1135                 if (!partno) {
1136                         struct backing_dev_info *bdi;
1137
1138                         ret = -ENXIO;
1139                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1140                         if (!bdev->bd_part)
1141                                 goto out_clear;
1142
1143                         ret = 0;
1144                         if (disk->fops->open) {
1145                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1146                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1147                                         /* Lost a race with 'disk' being
1148                                          * deleted, try again.
1149                                          * See md.c
1150                                          */
1151                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1152                                         bdev->bd_part = NULL;
1153                                         bdev->bd_disk = NULL;
1154                                         bdev->bd_queue = NULL;
1155                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1156                                         disk_unblock_events(disk);
1157                                         put_disk(disk);
1158                                         module_put(owner);
1159                                         goto restart;
1160                                 }
1161                         }
1162
1163                         if (!ret) {
1164                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1165                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
1166                                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, bdi);
1167                         }
1168
1169                         /*
1170                          * If the device is invalidated, rescan partition
1171                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1172                          * The latter is necessary to prevent ghost
1173                          * partitions on a removed medium.
1174                          */
1175                         if (bdev->bd_invalidated) {
1176                                 if (!ret)
1177                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1178                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1179                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1180                         }
1181                         if (ret)
1182                                 goto out_clear;
1183                 } else {
1184                         struct block_device *whole;
1185                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1186                         ret = -ENOMEM;
1187                         if (!whole)
1188                                 goto out_clear;
1189                         BUG_ON(for_part);
1190                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1191                         if (ret)
1192                                 goto out_clear;
1193                         bdev->bd_contains = whole;
1194                         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1195                                 whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info);
1196                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1197                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1198                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1199                                 ret = -ENXIO;
1200                                 goto out_clear;
1201                         }
1202                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1203                 }
1204         } else {
1205                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1206                         ret = 0;
1207                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1208                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1209                         /* the same as first opener case, read comment there */
1210                         if (bdev->bd_invalidated) {
1211                                 if (!ret)
1212                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1213                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1214                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1215                         }
1216                         if (ret)
1217                                 goto out_unlock_bdev;
1218                 }
1219                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1220                 put_disk(disk);
1221                 module_put(owner);
1222         }
1223         bdev->bd_openers++;
1224         if (for_part)
1225                 bdev->bd_part_count++;
1226         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1227         disk_unblock_events(disk);
1228         return 0;
1229
1230  out_clear:
1231         disk_put_part(bdev->bd_part);
1232         bdev->bd_disk = NULL;
1233         bdev->bd_part = NULL;
1234         bdev->bd_queue = NULL;
1235         bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode, &default_backing_dev_info);
1236         if (bdev != bdev->bd_contains)
1237                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1238         bdev->bd_contains = NULL;
1239  out_unlock_bdev:
1240         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1241         disk_unblock_events(disk);
1242         put_disk(disk);
1243         module_put(owner);
1244  out:
1245         bdput(bdev);
1246
1247         return ret;
1248 }
1249
1250 /**
1251  * blkdev_get - open a block device
1252  * @bdev: block_device to open
1253  * @mode: FMODE_* mask
1254  * @holder: exclusive holder identifier
1255  *
1256  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1257  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1258  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1259  *
1260  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1261  * @bdev is put.
1262  *
1263  * CONTEXT:
1264  * Might sleep.
1265  *
1266  * RETURNS:
1267  * 0 on success, -errno on failure.
1268  */
1269 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1270 {
1271         struct block_device *whole = NULL;
1272         int res;
1273
1274         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1275
1276         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1277                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1278                 if (IS_ERR(whole)) {
1279                         bdput(bdev);
1280                         return PTR_ERR(whole);
1281                 }
1282         }
1283
1284         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1285
1286         if (whole) {
1287                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1288
1289                 /* finish claiming */
1290                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1291                 spin_lock(&bdev_lock);
1292
1293                 if (!res) {
1294                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1295                         /*
1296                          * Note that for a whole device bd_holders
1297                          * will be incremented twice, and bd_holder
1298                          * will be set to bd_may_claim before being
1299                          * set to holder
1300                          */
1301                         whole->bd_holders++;
1302                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1303                         bdev->bd_holders++;
1304                         bdev->bd_holder = holder;
1305                 }
1306
1307                 /* tell others that we're done */
1308                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1309                 whole->bd_claiming = NULL;
1310                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1311
1312                 spin_unlock(&bdev_lock);
1313
1314                 /*
1315                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1316                  * write holder makes the write_holder state stick until
1317                  * all are released.  This is good enough and tracking
1318                  * individual writeable reference is too fragile given the
1319                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1320                  */
1321                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1322                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1323                         bdev->bd_write_holder = true;
1324                         disk_block_events(disk);
1325                 }
1326
1327                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1328                 bdput(whole);
1329         }
1330
1331         return res;
1332 }
1333 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1334
1335 /**
1336  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1337  * @path: path to the block device to open
1338  * @mode: FMODE_* mask
1339  * @holder: exclusive holder identifier
1340  *
1341  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1342  * and @holder are identical to blkdev_get().
1343  *
1344  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1345  *
1346  * CONTEXT:
1347  * Might sleep.
1348  *
1349  * RETURNS:
1350  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1351  */
1352 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1353                                         void *holder)
1354 {
1355         struct block_device *bdev;
1356         int err;
1357
1358         bdev = lookup_bdev(path);
1359         if (IS_ERR(bdev))
1360                 return bdev;
1361
1362         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1363         if (err)
1364                 return ERR_PTR(err);
1365
1366         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1367                 blkdev_put(bdev, mode);
1368                 return ERR_PTR(-EACCES);
1369         }
1370
1371         return bdev;
1372 }
1373 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1374
1375 /**
1376  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1377  * @dev: device number of block device to open
1378  * @mode: FMODE_* mask
1379  * @holder: exclusive holder identifier
1380  *
1381  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1382  * @holder are identical to blkdev_get().
1383  *
1384  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1385  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1386  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1387  * ever need it - reconsider your API.
1388  *
1389  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1390  *
1391  * CONTEXT:
1392  * Might sleep.
1393  *
1394  * RETURNS:
1395  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1396  */
1397 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1398 {
1399         struct block_device *bdev;
1400         int err;
1401
1402         bdev = bdget(dev);
1403         if (!bdev)
1404                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1405
1406         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1407         if (err)
1408                 return ERR_PTR(err);
1409
1410         return bdev;
1411 }
1412 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1413
1414 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1415 {
1416         struct block_device *bdev;
1417
1418         /*
1419          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1420          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1421          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1422          * during an unstable branch.
1423          */
1424         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1425
1426         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1427                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1428         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1429                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1430         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1431                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1432
1433         bdev = bd_acquire(inode);
1434         if (bdev == NULL)
1435                 return -ENOMEM;
1436
1437         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1438
1439         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1440 }
1441
1442 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1443 {
1444         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1445         struct block_device *victim = NULL;
1446
1447         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1448         if (for_part)
1449                 bdev->bd_part_count--;
1450
1451         if (!--bdev->bd_openers) {
1452                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1453                 sync_blockdev(bdev);
1454                 kill_bdev(bdev);
1455                 /* ->release can cause the old bdi to disappear,
1456                  * so must switch it out first
1457                  */
1458                 bdev_inode_switch_bdi(bdev->bd_inode,
1459                                         &default_backing_dev_info);
1460         }
1461         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1462                 if (disk->fops->release)
1463                         disk->fops->release(disk, mode);
1464         }
1465         if (!bdev->bd_openers) {
1466                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1467
1468                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1469                 bdev->bd_part = NULL;
1470                 bdev->bd_disk = NULL;
1471                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1472                         victim = bdev->bd_contains;
1473                 bdev->bd_contains = NULL;
1474
1475                 put_disk(disk);
1476                 module_put(owner);
1477         }
1478         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1479         bdput(bdev);
1480         if (victim)
1481                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1482 }
1483
1484 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1485 {
1486         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1487
1488         if (mode & FMODE_EXCL) {
1489                 bool bdev_free;
1490
1491                 /*
1492                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1493                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1494                  * synchronize disk_holder unlinking.
1495                  */
1496                 spin_lock(&bdev_lock);
1497
1498                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1499                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1500
1501                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1502                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1503                         bdev->bd_holder = NULL;
1504                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1505                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1506
1507                 spin_unlock(&bdev_lock);
1508
1509                 /*
1510                  * If this was the last claim, remove holder link and
1511                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1512                  */
1513                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1514                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1515                         bdev->bd_write_holder = false;
1516                 }
1517         }
1518
1519         /*
1520          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1521          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1522          * from userland - e.g. eject(1).
1523          */
1524         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1525
1526         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1527
1528         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1529 }
1530 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1531
1532 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1533 {
1534         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1535         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1536         return 0;
1537 }
1538
1539 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1540 {
1541         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1542         fmode_t mode = file->f_mode;
1543
1544         /*
1545          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1546          * to updated it before every ioctl.
1547          */
1548         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1549                 mode |= FMODE_NDELAY;
1550         else
1551                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1552
1553         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1558  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1559  *
1560  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1561  * use.
1562  */
1563 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1564 {
1565         struct file *file = iocb->ki_filp;
1566         struct blk_plug plug;
1567         ssize_t ret;
1568
1569         blk_start_plug(&plug);
1570         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1571         if (ret > 0) {
1572                 ssize_t err;
1573                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1574                 if (err < 0)
1575                         ret = err;
1576         }
1577         blk_finish_plug(&plug);
1578         return ret;
1579 }
1580 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1581
1582 static ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1583 {
1584         struct file *file = iocb->ki_filp;
1585         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1586         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1587         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1588
1589         if (pos >= size)
1590                 return 0;
1591
1592         size -= pos;
1593         iov_iter_truncate(to, size);
1594         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1595 }
1596
1597 /*
1598  * Try to release a page associated with block device when the system
1599  * is under memory pressure.
1600  */
1601 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1602 {
1603         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1604
1605         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1606                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1607
1608         return try_to_free_buffers(page);
1609 }
1610
1611 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1612         .readpage       = blkdev_readpage,
1613         .writepage      = blkdev_writepage,
1614         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1615         .write_end      = blkdev_write_end,
1616         .writepages     = generic_writepages,
1617         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1618         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1619         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1620 };
1621
1622 const struct file_operations def_blk_fops = {
1623         .open           = blkdev_open,
1624         .release        = blkdev_close,
1625         .llseek         = block_llseek,
1626         .read           = new_sync_read,
1627         .write          = new_sync_write,
1628         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1629         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1630         .mmap           = generic_file_mmap,
1631         .fsync          = blkdev_fsync,
1632         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1633 #ifdef CONFIG_COMPAT
1634         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1635 #endif
1636         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1637         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1638 };
1639
1640 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1641 {
1642         int res;
1643         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1644         set_fs(KERNEL_DS);
1645         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1646         set_fs(old_fs);
1647         return res;
1648 }
1649
1650 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1651
1652 /**
1653  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1654  * @pathname:   special file representing the block device
1655  *
1656  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1657  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1658  * otherwise.
1659  */
1660 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1661 {
1662         struct block_device *bdev;
1663         struct inode *inode;
1664         struct path path;
1665         int error;
1666
1667         if (!pathname || !*pathname)
1668                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1669
1670         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1671         if (error)
1672                 return ERR_PTR(error);
1673
1674         inode = path.dentry->d_inode;
1675         error = -ENOTBLK;
1676         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1677                 goto fail;
1678         error = -EACCES;
1679         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1680                 goto fail;
1681         error = -ENOMEM;
1682         bdev = bd_acquire(inode);
1683         if (!bdev)
1684                 goto fail;
1685 out:
1686         path_put(&path);
1687         return bdev;
1688 fail:
1689         bdev = ERR_PTR(error);
1690         goto out;
1691 }
1692 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1693
1694 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1695 {
1696         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1697         int res = 0;
1698
1699         if (sb) {
1700                 /*
1701                  * no need to lock the super, get_super holds the
1702                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1703                  * under us (->put_super runs with the write lock
1704                  * hold).
1705                  */
1706                 shrink_dcache_sb(sb);
1707                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1708                 drop_super(sb);
1709         }
1710         invalidate_bdev(bdev);
1711         return res;
1712 }
1713 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1714
1715 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1716 {
1717         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1718
1719         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1720         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1721                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1722
1723                 spin_lock(&inode->i_lock);
1724                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1725                     mapping->nrpages == 0) {
1726                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1727                         continue;
1728                 }
1729                 __iget(inode);
1730                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1731                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1732                 /*
1733                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1734                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1735                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1736                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1737                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1738                  * later.
1739                  */
1740                 iput(old_inode);
1741                 old_inode = inode;
1742
1743                 func(I_BDEV(inode), arg);
1744
1745                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1746         }
1747         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1748         iput(old_inode);
1749 }