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/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/swap.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/writeback.h>
  25 #include <linux/mpage.h>
  26 #include <linux/mount.h>
  27 #include <linux/uio.h>
  28 #include <linux/namei.h>
  29 #include <linux/log2.h>
  30 #include <linux/cleancache.h>
  31 #include <linux/dax.h>
  32 #include <linux/badblocks.h>
  33 #include <asm/uaccess.h>
  34 #include "internal.h"
  35
  36 struct bdev_inode {
  37         struct block_device bdev;
  38         struct inode vfs_inode;
  39 };
  40
  41 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  42
  43 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  44 {
  45         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  46 }
  47
  48 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  49 {
  50         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  51 }
  52 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  53
  54 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  55 {
  56         struct va_format vaf;
  57         va_list args;
  58
  59         va_start(args, fmt);
  60         vaf.fmt = fmt;
  61         vaf.va = &args;
  62         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  63         va_end(args);
  64 }
  65
  66 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  67 {
  68         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  69         int ret;
  70
  71         spin_lock(&inode->i_lock);
  72         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  73                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  74                 ret = write_inode_now(inode, true);
  75                 if (ret) {
  76                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  77                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  78                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  79                                             bdevname(bdev, name), ret);
  80                 }
  81                 spin_lock(&inode->i_lock);
  82         }
  83         spin_unlock(&inode->i_lock);
  84 }
  85
  86 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  87 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  88 {
  89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  90
  91         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  92                 return;
  93
  94         invalidate_bh_lrus();
  95         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  96 }
  97 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  98
  99 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 100 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 101 {
 102         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 103
 104         if (mapping->nrpages == 0)
 105                 return;
 106
 107         invalidate_bh_lrus();
 108         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 109         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 110         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 111          * But, for the strange corners, lets be cautious
 112          */
 113         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 114 }
 115 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 116
 117 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 118 {
 119         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 120         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 121                 return -EINVAL;
 122
 123         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 124         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 125                 return -EINVAL;
 126
 127         /* Don't change the size if it is same as current */
 128         if (bdev->bd_block_size != size) {
 129                 sync_blockdev(bdev);
 130                 bdev->bd_block_size = size;
 131                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 132                 kill_bdev(bdev);
 133         }
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 138
 139 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 140 {
 141         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 142                 return 0;
 143         /* If we get here, we know size is power of two
 144          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 145         sb->s_blocksize = size;
 146         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 147         return sb->s_blocksize;
 148 }
 149
 150 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 151
 152 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 153 {
 154         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 155         if (size < minsize)
 156                 size = minsize;
 157         return sb_set_blocksize(sb, size);
 158 }
 159
 160 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 161
 162 static int
 163 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 164                 struct buffer_head *bh, int create)
 165 {
 166         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 167         bh->b_blocknr = iblock;
 168         set_buffer_mapped(bh);
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 173 {
 174         return file->f_mapping->host;
 175 }
 176
 177 static ssize_t
 178 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 179 {
 180         struct file *file = iocb->ki_filp;
 181         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 182
 183         if (IS_DAX(inode))
 184                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, blkdev_get_block,
 185                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
 186         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
 187                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
 188                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
 189 }
 190
 191 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 192 {
 193         if (!bdev)
 194                 return 0;
 195         if (!wait)
 196                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 197         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 198 }
 199
 200 /*
 201  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 202  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 203  */
 204 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 205 {
 206         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 207 }
 208 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 209
 210 /*
 211  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 212  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 213  * device.  Takes the superblock lock.
 214  */
 215 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 216 {
 217         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 218         if (sb) {
 219                 int res = sync_filesystem(sb);
 220                 drop_super(sb);
 221                 return res;
 222         }
 223         return sync_blockdev(bdev);
 224 }
 225 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 226
 227 /**
 228  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 229  * @bdev:       blockdevice to lock
 230  *
 231  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 232  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 233  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 234  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 235  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 236  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 237  * actually.
 238  */
 239 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 240 {
 241         struct super_block *sb;
 242         int error = 0;
 243
 244         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 245         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 246                 /*
 247                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 248                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 249                  * thaw_bdev drops it.
 250                  */
 251                 sb = get_super(bdev);
 252                 drop_super(sb);
 253                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 254                 return sb;
 255         }
 256
 257         sb = get_active_super(bdev);
 258         if (!sb)
 259                 goto out;
 260         if (sb->s_op->freeze_super)
 261                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 262         else
 263                 error = freeze_super(sb);
 264         if (error) {
 265                 deactivate_super(sb);
 266                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 267                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 268                 return ERR_PTR(error);
 269         }
 270         deactivate_super(sb);
 271  out:
 272         sync_blockdev(bdev);
 273         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 274         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 275 }
 276 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 277
 278 /**
 279  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 280  * @bdev:       blockdevice to unlock
 281  * @sb:         associated superblock
 282  *
 283  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 284  */
 285 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 286 {
 287         int error = -EINVAL;
 288
 289         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 290         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 291                 goto out;
 292
 293         error = 0;
 294         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 295                 goto out;
 296
 297         if (!sb)
 298                 goto out;
 299
 300         if (sb->s_op->thaw_super)
 301                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 302         else
 303                 error = thaw_super(sb);
 304         if (error) {
 305                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 306                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 307                 return error;
 308         }
 309 out:
 310         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 311         return 0;
 312 }
 313 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 314
 315 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 316 {
 317         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 318 }
 319
 320 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 321 {
 322         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 323 }
 324
 325 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 326                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 327 {
 328         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 329 }
 330
 331 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 332                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 333                         struct page **pagep, void **fsdata)
 334 {
 335         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 336                                  blkdev_get_block);
 337 }
 338
 339 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 340                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 341                         struct page *page, void *fsdata)
 342 {
 343         int ret;
 344         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 345
 346         unlock_page(page);
 347         put_page(page);
 348
 349         return ret;
 350 }
 351
 352 /*
 353  * private llseek:
 354  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 355  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 356  */
 357 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 358 {
 359         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 360         loff_t retval;
 361
 362         inode_lock(bd_inode);
 363         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 364         inode_unlock(bd_inode);
 365         return retval;
 366 }
 367
 368 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 369 {
 370         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 371         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 372         int error;
 373
 374         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 375         if (error)
 376                 return error;
 377
 378         /*
 379          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 380          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 381          * O_SYNC writers to a block device.
 382          */
 383         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 384         if (error == -EOPNOTSUPP)
 385                 error = 0;
 386
 387         return error;
 388 }
 389 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 390
 391 /**
 392  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 393  * @bdev: The device to read the page from
 394  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 395  * @page: The page to read
 396  *
 397  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 398  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 399  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 400  *
 401  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 402  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 403  * than propagate an error back up the stack.
 404  *
 405  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 406  */
 407 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 408                         struct page *page)
 409 {
 410         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 411         int result = -EOPNOTSUPP;
 412
 413         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 414                 return result;
 415
 416         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 417         if (result)
 418                 return result;
 419         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 420                               REQ_OP_READ);
 421         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 422         return result;
 423 }
 424 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 425
 426 /**
 427  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 428  * @bdev: The device to write the page to
 429  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 430  * @page: The page to write
 431  * @wbc: The writeback_control for the write
 432  *
 433  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 434  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 435  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 436  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 437  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 438  *
 439  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 440  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 441  * than propagate an error back up the stack.
 442  *
 443  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 444  */
 445 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 446                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 447 {
 448         int result;
 449         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 450
 451         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 452                 return -EOPNOTSUPP;
 453         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 454         if (result)
 455                 return result;
 456
 457         set_page_writeback(page);
 458         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 459                               REQ_OP_WRITE);
 460         if (result)
 461                 end_page_writeback(page);
 462         else
 463                 unlock_page(page);
 464         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 465         return result;
 466 }
 467 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 468
 469 /**
 470  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
 471  * @bdev: The device containing the memory
 472  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
 473  *
 474  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
 475  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
 476  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
 477  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
 478  * page tables.
 479  *
 480  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
 481  * accessible at this address.
 482  */
 483 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
 484 {
 485         sector_t sector = dax->sector;
 486         long avail, size = dax->size;
 487         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 488
 489         /*
 490          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
 491          * memory directly accessible.
 492          */
 493         might_sleep();
 494
 495         if (size < 0)
 496                 return size;
 497         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
 498                 return -EOPNOTSUPP;
 499         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
 500                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
 501                 return -ERANGE;
 502         sector += get_start_sect(bdev);
 503         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
 504                 return -EINVAL;
 505         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
 506         if (!avail)
 507                 return -ERANGE;
 508         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
 509                 return -ENXIO;
 510         return min(avail, size);
 511 }
 512 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
 513
 514 /**
 515  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 516  * @sb: The superblock of the device
 517  * @blocksize: The block size of the device
 518  *
 519  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 520  * can be mounted with dax option.
 521  *
 522  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 523  */
 524 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 525 {
 526         struct blk_dax_ctl dax = {
 527                 .sector = 0,
 528                 .size = PAGE_SIZE,
 529         };
 530         int err;
 531
 532         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 533                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 534                 return -EINVAL;
 535         }
 536
 537         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
 538         if (err < 0) {
 539                 switch (err) {
 540                 case -EOPNOTSUPP:
 541                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 542                                 "error: device does not support dax");
 543                         break;
 544                 case -EINVAL:
 545                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 546                                 "error: unaligned partition for dax");
 547                         break;
 548                 default:
 549                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 550                                 "error: dax access failed (%d)", err);
 551                 }
 552                 return err;
 553         }
 554
 555         return 0;
 556 }
 557 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 558
 559 /**
 560  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
 561  * @bdev: The device for raw block device access
 562  */
 563 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
 564 {
 565         struct blk_dax_ctl dax = {
 566                 .size = PAGE_SIZE,
 567         };
 568
 569         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
 570                 return false;
 571
 572         dax.sector = 0;
 573         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 574                 return false;
 575
 576         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
 577         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 578                 return false;
 579
 580         return true;
 581 }
 582
 583 /*
 584  * pseudo-fs
 585  */
 586
 587 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 588 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 589
 590 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 591 {
 592         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 593         if (!ei)
 594                 return NULL;
 595         return &ei->vfs_inode;
 596 }
 597
 598 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 599 {
 600         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 601         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 602
 603         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 604 }
 605
 606 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 607 {
 608         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 609 }
 610
 611 static void init_once(void *foo)
 612 {
 613         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 614         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 615
 616         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 617         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 618         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 619 #ifdef CONFIG_SYSFS
 620         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 621 #endif
 622         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 623         /* Initialize mutex for freeze. */
 624         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 625 }
 626
 627 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 628 {
 629         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 630         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 631         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 632         clear_inode(inode);
 633         spin_lock(&bdev_lock);
 634         list_del_init(&bdev->bd_list);
 635         spin_unlock(&bdev_lock);
 636 }
 637
 638 static const struct super_operations bdev_sops = {
 639         .statfs = simple_statfs,
 640         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 641         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 642         .drop_inode = generic_delete_inode,
 643         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 644 };
 645
 646 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 647         int flags, const char *dev_name, void *data)
 648 {
 649         struct dentry *dent;
 650         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 651         if (dent)
 652                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 653         return dent;
 654 }
 655
 656 static struct file_system_type bd_type = {
 657         .name           = "bdev",
 658         .mount          = bd_mount,
 659         .kill_sb        = kill_anon_super,
 660 };
 661
 662 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 663 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 664
 665 void __init bdev_cache_init(void)
 666 {
 667         int err;
 668         static struct vfsmount *bd_mnt;
 669
 670         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 671                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 672                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 673                         init_once);
 674         err = register_filesystem(&bd_type);
 675         if (err)
 676                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 677         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 678         if (IS_ERR(bd_mnt))
 679                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 680         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 681 }
 682
 683 /*
 684  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 685  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 686  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 687  */
 688 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 689 {
 690         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 691 }
 692
 693 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 694 {
 695         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 696 }
 697
 698 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 699 {
 700         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 701         return 0;
 702 }
 703
 704 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 705
 706 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 707 {
 708         struct block_device *bdev;
 709         struct inode *inode;
 710
 711         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 712                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 713
 714         if (!inode)
 715                 return NULL;
 716
 717         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 718
 719         if (inode->i_state & I_NEW) {
 720                 bdev->bd_contains = NULL;
 721                 bdev->bd_super = NULL;
 722                 bdev->bd_inode = inode;
 723                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 724                 bdev->bd_part_count = 0;
 725                 bdev->bd_invalidated = 0;
 726                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 727                 inode->i_rdev = dev;
 728                 inode->i_bdev = bdev;
 729                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 730                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 731                 spin_lock(&bdev_lock);
 732                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 733                 spin_unlock(&bdev_lock);
 734                 unlock_new_inode(inode);
 735         }
 736         return bdev;
 737 }
 738
 739 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 740
 741 /**
 742  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 743  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 744  */
 745 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 746 {
 747         ihold(bdev->bd_inode);
 748         return bdev;
 749 }
 750 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 751
 752 long nr_blockdev_pages(void)
 753 {
 754         struct block_device *bdev;
 755         long ret = 0;
 756         spin_lock(&bdev_lock);
 757         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 758                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 759         }
 760         spin_unlock(&bdev_lock);
 761         return ret;
 762 }
 763
 764 void bdput(struct block_device *bdev)
 765 {
 766         iput(bdev->bd_inode);
 767 }
 768
 769 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 770
 771 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 772 {
 773         struct block_device *bdev;
 774
 775         spin_lock(&bdev_lock);
 776         bdev = inode->i_bdev;
 777         if (bdev) {
 778                 bdgrab(bdev);
 779                 spin_unlock(&bdev_lock);
 780                 return bdev;
 781         }
 782         spin_unlock(&bdev_lock);
 783
 784         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 785         if (bdev) {
 786                 spin_lock(&bdev_lock);
 787                 if (!inode->i_bdev) {
 788                         /*
 789                          * We take an additional reference to bd_inode,
 790                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 791                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 792                          * without igrab().
 793                          */
 794                         bdgrab(bdev);
 795                         inode->i_bdev = bdev;
 796                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 797                 }
 798                 spin_unlock(&bdev_lock);
 799         }
 800         return bdev;
 801 }
 802
 803 /* Call when you free inode */
 804
 805 void bd_forget(struct inode *inode)
 806 {
 807         struct block_device *bdev = NULL;
 808
 809         spin_lock(&bdev_lock);
 810         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 811                 bdev = inode->i_bdev;
 812         inode->i_bdev = NULL;
 813         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 814         spin_unlock(&bdev_lock);
 815
 816         if (bdev)
 817                 bdput(bdev);
 818 }
 819
 820 /**
 821  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 822  * @bdev: block device of interest
 823  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 824  * @holder: holder trying to claim @bdev
 825  *
 826  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 827  *
 828  * CONTEXT:
 829  * spin_lock(&bdev_lock).
 830  *
 831  * RETURNS:
 832  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 833  */
 834 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 835                          void *holder)
 836 {
 837         if (bdev->bd_holder == holder)
 838                 return true;     /* already a holder */
 839         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 840                 return false;    /* held by someone else */
 841         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 842                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 843
 844         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 845                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 846         else if (whole->bd_holder != NULL)
 847                 return false;    /* is a partition of a held device */
 848         else
 849                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 850 }
 851
 852 /**
 853  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 854  * @bdev: block device of interest
 855  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 856  * @holder: holder trying to claim @bdev
 857  *
 858  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 859  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 860  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 861  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 862  *
 863  * CONTEXT:
 864  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 865  * it multiple times.
 866  *
 867  * RETURNS:
 868  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 869  */
 870 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 871                                struct block_device *whole, void *holder)
 872 {
 873 retry:
 874         /* if someone else claimed, fail */
 875         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 876                 return -EBUSY;
 877
 878         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 879         if (whole->bd_claiming) {
 880                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 881                 DEFINE_WAIT(wait);
 882
 883                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 884                 spin_unlock(&bdev_lock);
 885                 schedule();
 886                 finish_wait(wq, &wait);
 887                 spin_lock(&bdev_lock);
 888                 goto retry;
 889         }
 890
 891         /* yay, all mine */
 892         return 0;
 893 }
 894
 895 /**
 896  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 897  * @bdev: block device of interest
 898  * @holder: holder trying to claim @bdev
 899  *
 900  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 901  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 902  * successful call to this function must be matched with a call to
 903  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 904  * fail).
 905  *
 906  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 907  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 908  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 909  * access but may subsequently fail.
 910  *
 911  * CONTEXT:
 912  * Might sleep.
 913  *
 914  * RETURNS:
 915  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 916  * value on failure.
 917  */
 918 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 919                                               void *holder)
 920 {
 921         struct gendisk *disk;
 922         struct block_device *whole;
 923         int partno, err;
 924
 925         might_sleep();
 926
 927         /*
 928          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 929          * and grab the outer block device the hard way.
 930          */
 931         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 932         if (!disk)
 933                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 934
 935         /*
 936          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 937          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 938          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 939          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 940          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 941          * way.
 942          */
 943         if (partno)
 944                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 945         else
 946                 whole = bdgrab(bdev);
 947
 948         module_put(disk->fops->owner);
 949         put_disk(disk);
 950         if (!whole)
 951                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 952
 953         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 954         spin_lock(&bdev_lock);
 955
 956         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 957         if (err == 0) {
 958                 whole->bd_claiming = holder;
 959                 spin_unlock(&bdev_lock);
 960                 return whole;
 961         } else {
 962                 spin_unlock(&bdev_lock);
 963                 bdput(whole);
 964                 return ERR_PTR(err);
 965         }
 966 }
 967
 968 #ifdef CONFIG_SYSFS
 969 struct bd_holder_disk {
 970         struct list_head        list;
 971         struct gendisk          *disk;
 972         int                     refcnt;
 973 };
 974
 975 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 976                                                   struct gendisk *disk)
 977 {
 978         struct bd_holder_disk *holder;
 979
 980         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 981                 if (holder->disk == disk)
 982                         return holder;
 983         return NULL;
 984 }
 985
 986 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 987 {
 988         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 989 }
 990
 991 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 992 {
 993         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 994 }
 995
 996 /**
 997  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 998  * @bdev: the claimed slave bdev
 999  * @disk: the holding disk
1000  *
1001  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1002  *
1003  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1004  *
1005  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1006  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1007  *
1008  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1009  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1010  *
1011  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1012  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1013  *
1014  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1015  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1016  * lifetime of these symlinks.
1017  *
1018  * CONTEXT:
1019  * Might sleep.
1020  *
1021  * RETURNS:
1022  * 0 on success, -errno on failure.
1023  */
1024 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1025 {
1026         struct bd_holder_disk *holder;
1027         int ret = 0;
1028
1029         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1030
1031         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1032
1033         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1034         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1035                 goto out_unlock;
1036
1037         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1038         if (holder) {
1039                 holder->refcnt++;
1040                 goto out_unlock;
1041         }
1042
1043         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1044         if (!holder) {
1045                 ret = -ENOMEM;
1046                 goto out_unlock;
1047         }
1048
1049         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1050         holder->disk = disk;
1051         holder->refcnt = 1;
1052
1053         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1054         if (ret)
1055                 goto out_free;
1056
1057         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1058         if (ret)
1059                 goto out_del;
1060         /*
1061          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1062          * the holder directory.  Hold on to it.
1063          */
1064         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1065
1066         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1067         goto out_unlock;
1068
1069 out_del:
1070         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1071 out_free:
1072         kfree(holder);
1073 out_unlock:
1074         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1075         return ret;
1076 }
1077 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1078
1079 /**
1080  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1081  * @bdev: the calimed slave bdev
1082  * @disk: the holding disk
1083  *
1084  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1085  *
1086  * CONTEXT:
1087  * Might sleep.
1088  */
1089 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1090 {
1091         struct bd_holder_disk *holder;
1092
1093         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1094
1095         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1096
1097         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1098                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1099                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1100                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1101                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1102                 list_del_init(&holder->list);
1103                 kfree(holder);
1104         }
1105
1106         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1107 }
1108 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1109 #endif
1110
1111 /**
1112  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1113  *
1114  * @bdev:      struct block device to be flushed
1115  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1116  *
1117  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1118  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1119  * resize.
1120  */
1121 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1122 {
1123         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1124                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1125                        "resized disk %s\n",
1126                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1127         }
1128
1129         if (!bdev->bd_disk)
1130                 return;
1131         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1132                 bdev->bd_invalidated = 1;
1133 }
1134
1135 /**
1136  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1137  * @disk: struct gendisk to check
1138  * @bdev: struct bdev to adjust.
1139  *
1140  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1141  * and adjusts it if it differs.
1142  */
1143 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1144 {
1145         loff_t disk_size, bdev_size;
1146
1147         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1148         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1149         if (disk_size != bdev_size) {
1150                 printk(KERN_INFO
1151                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1152                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1153                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1154                 flush_disk(bdev, false);
1155         }
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1158
1159 /**
1160  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1161  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1162  *
1163  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1164  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1165  * for all revalidate_disk operations.
1166  */
1167 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1168 {
1169         struct block_device *bdev;
1170         int ret = 0;
1171
1172         if (disk->fops->revalidate_disk)
1173                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1174         blk_integrity_revalidate(disk);
1175         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1176         if (!bdev)
1177                 return ret;
1178
1179         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1180         check_disk_size_change(disk, bdev);
1181         bdev->bd_invalidated = 0;
1182         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1183         bdput(bdev);
1184         return ret;
1185 }
1186 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1187
1188 /*
1189  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1190  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1191  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1192  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1193  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1194  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1195  * to lose :-)
1196  */
1197 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1198 {
1199         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1200         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1201         unsigned int events;
1202
1203         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1204                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1205         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1206                 return 0;
1207
1208         flush_disk(bdev, true);
1209         if (bdops->revalidate_disk)
1210                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1211         return 1;
1212 }
1213
1214 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1215
1216 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1217 {
1218         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1219
1220         inode_lock(bdev->bd_inode);
1221         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1222         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1223         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1224                 if (size & bsize)
1225                         break;
1226                 bsize <<= 1;
1227         }
1228         bdev->bd_block_size = bsize;
1229         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1230 }
1231 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1232
1233 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1234
1235 /*
1236  * bd_mutex locking:
1237  *
1238  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1239  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1240  */
1241
1242 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1243 {
1244         struct gendisk *disk;
1245         struct module *owner;
1246         int ret;
1247         int partno;
1248         int perm = 0;
1249
1250         if (mode & FMODE_READ)
1251                 perm |= MAY_READ;
1252         if (mode & FMODE_WRITE)
1253                 perm |= MAY_WRITE;
1254         /*
1255          * hooks: /n/, see "layering violations".
1256          */
1257         if (!for_part) {
1258                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1259                 if (ret != 0) {
1260                         bdput(bdev);
1261                         return ret;
1262                 }
1263         }
1264
1265  restart:
1266
1267         ret = -ENXIO;
1268         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1269         if (!disk)
1270                 goto out;
1271         owner = disk->fops->owner;
1272
1273         disk_block_events(disk);
1274         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1275         if (!bdev->bd_openers) {
1276                 bdev->bd_disk = disk;
1277                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1278                 bdev->bd_contains = bdev;
1279                 bdev->bd_inode->i_flags = 0;
1280
1281                 if (!partno) {
1282                         ret = -ENXIO;
1283                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1284                         if (!bdev->bd_part)
1285                                 goto out_clear;
1286
1287                         ret = 0;
1288                         if (disk->fops->open) {
1289                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1290                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1291                                         /* Lost a race with 'disk' being
1292                                          * deleted, try again.
1293                                          * See md.c
1294                                          */
1295                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1296                                         bdev->bd_part = NULL;
1297                                         bdev->bd_disk = NULL;
1298                                         bdev->bd_queue = NULL;
1299                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1300                                         disk_unblock_events(disk);
1301                                         put_disk(disk);
1302                                         module_put(owner);
1303                                         goto restart;
1304                                 }
1305                         }
1306
1307                         if (!ret) {
1308                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1309                                 if (!bdev_dax_capable(bdev))
1310                                         bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1311                         }
1312
1313                         /*
1314                          * If the device is invalidated, rescan partition
1315                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1316                          * The latter is necessary to prevent ghost
1317                          * partitions on a removed medium.
1318                          */
1319                         if (bdev->bd_invalidated) {
1320                                 if (!ret)
1321                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1322                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1323                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1324                         }
1325
1326                         if (ret)
1327                                 goto out_clear;
1328                 } else {
1329                         struct block_device *whole;
1330                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1331                         ret = -ENOMEM;
1332                         if (!whole)
1333                                 goto out_clear;
1334                         BUG_ON(for_part);
1335                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1336                         if (ret)
1337                                 goto out_clear;
1338                         bdev->bd_contains = whole;
1339                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1340                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1341                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1342                                 ret = -ENXIO;
1343                                 goto out_clear;
1344                         }
1345                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1346                         if (!bdev_dax_capable(bdev))
1347                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1348                 }
1349         } else {
1350                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1351                         ret = 0;
1352                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1353                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1354                         /* the same as first opener case, read comment there */
1355                         if (bdev->bd_invalidated) {
1356                                 if (!ret)
1357                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1358                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1359                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1360                         }
1361                         if (ret)
1362                                 goto out_unlock_bdev;
1363                 }
1364                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1365                 put_disk(disk);
1366                 module_put(owner);
1367         }
1368         bdev->bd_openers++;
1369         if (for_part)
1370                 bdev->bd_part_count++;
1371         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1372         disk_unblock_events(disk);
1373         return 0;
1374
1375  out_clear:
1376         disk_put_part(bdev->bd_part);
1377         bdev->bd_disk = NULL;
1378         bdev->bd_part = NULL;
1379         bdev->bd_queue = NULL;
1380         if (bdev != bdev->bd_contains)
1381                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1382         bdev->bd_contains = NULL;
1383  out_unlock_bdev:
1384         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1385         disk_unblock_events(disk);
1386         put_disk(disk);
1387         module_put(owner);
1388  out:
1389         bdput(bdev);
1390
1391         return ret;
1392 }
1393
1394 /**
1395  * blkdev_get - open a block device
1396  * @bdev: block_device to open
1397  * @mode: FMODE_* mask
1398  * @holder: exclusive holder identifier
1399  *
1400  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1401  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1402  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1403  *
1404  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1405  * @bdev is put.
1406  *
1407  * CONTEXT:
1408  * Might sleep.
1409  *
1410  * RETURNS:
1411  * 0 on success, -errno on failure.
1412  */
1413 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1414 {
1415         struct block_device *whole = NULL;
1416         int res;
1417
1418         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1419
1420         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1421                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1422                 if (IS_ERR(whole)) {
1423                         bdput(bdev);
1424                         return PTR_ERR(whole);
1425                 }
1426         }
1427
1428         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1429
1430         if (whole) {
1431                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1432
1433                 /* finish claiming */
1434                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1435                 spin_lock(&bdev_lock);
1436
1437                 if (!res) {
1438                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1439                         /*
1440                          * Note that for a whole device bd_holders
1441                          * will be incremented twice, and bd_holder
1442                          * will be set to bd_may_claim before being
1443                          * set to holder
1444                          */
1445                         whole->bd_holders++;
1446                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1447                         bdev->bd_holders++;
1448                         bdev->bd_holder = holder;
1449                 }
1450
1451                 /* tell others that we're done */
1452                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1453                 whole->bd_claiming = NULL;
1454                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1455
1456                 spin_unlock(&bdev_lock);
1457
1458                 /*
1459                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1460                  * write holder makes the write_holder state stick until
1461                  * all are released.  This is good enough and tracking
1462                  * individual writeable reference is too fragile given the
1463                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1464                  */
1465                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1466                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1467                         bdev->bd_write_holder = true;
1468                         disk_block_events(disk);
1469                 }
1470
1471                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1472                 bdput(whole);
1473         }
1474
1475         return res;
1476 }
1477 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1478
1479 /**
1480  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1481  * @path: path to the block device to open
1482  * @mode: FMODE_* mask
1483  * @holder: exclusive holder identifier
1484  *
1485  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1486  * and @holder are identical to blkdev_get().
1487  *
1488  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1489  *
1490  * CONTEXT:
1491  * Might sleep.
1492  *
1493  * RETURNS:
1494  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1495  */
1496 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1497                                         void *holder)
1498 {
1499         struct block_device *bdev;
1500         int err;
1501
1502         bdev = lookup_bdev(path);
1503         if (IS_ERR(bdev))
1504                 return bdev;
1505
1506         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1507         if (err)
1508                 return ERR_PTR(err);
1509
1510         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1511                 blkdev_put(bdev, mode);
1512                 return ERR_PTR(-EACCES);
1513         }
1514
1515         return bdev;
1516 }
1517 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1518
1519 /**
1520  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1521  * @dev: device number of block device to open
1522  * @mode: FMODE_* mask
1523  * @holder: exclusive holder identifier
1524  *
1525  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1526  * @holder are identical to blkdev_get().
1527  *
1528  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1529  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1530  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1531  * ever need it - reconsider your API.
1532  *
1533  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1534  *
1535  * CONTEXT:
1536  * Might sleep.
1537  *
1538  * RETURNS:
1539  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1540  */
1541 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1542 {
1543         struct block_device *bdev;
1544         int err;
1545
1546         bdev = bdget(dev);
1547         if (!bdev)
1548                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1549
1550         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1551         if (err)
1552                 return ERR_PTR(err);
1553
1554         return bdev;
1555 }
1556 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1557
1558 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1559 {
1560         struct block_device *bdev;
1561
1562         /*
1563          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1564          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1565          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1566          * during an unstable branch.
1567          */
1568         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1569
1570         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1571                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1572         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1573                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1574         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1575                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1576
1577         bdev = bd_acquire(inode);
1578         if (bdev == NULL)
1579                 return -ENOMEM;
1580
1581         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1582
1583         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1584 }
1585
1586 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1587 {
1588         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1589         struct block_device *victim = NULL;
1590
1591         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1592         if (for_part)
1593                 bdev->bd_part_count--;
1594
1595         if (!--bdev->bd_openers) {
1596                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1597                 sync_blockdev(bdev);
1598                 kill_bdev(bdev);
1599
1600                 bdev_write_inode(bdev);
1601                 /*
1602                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1603                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1604                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1605                  */
1606                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1607         }
1608         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1609                 if (disk->fops->release)
1610                         disk->fops->release(disk, mode);
1611         }
1612         if (!bdev->bd_openers) {
1613                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1614
1615                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1616                 bdev->bd_part = NULL;
1617                 bdev->bd_disk = NULL;
1618                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1619                         victim = bdev->bd_contains;
1620                 bdev->bd_contains = NULL;
1621
1622                 put_disk(disk);
1623                 module_put(owner);
1624         }
1625         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1626         bdput(bdev);
1627         if (victim)
1628                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1629 }
1630
1631 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1632 {
1633         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1634
1635         if (mode & FMODE_EXCL) {
1636                 bool bdev_free;
1637
1638                 /*
1639                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1640                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1641                  * synchronize disk_holder unlinking.
1642                  */
1643                 spin_lock(&bdev_lock);
1644
1645                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1646                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1647
1648                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1649                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1650                         bdev->bd_holder = NULL;
1651                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1652                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1653
1654                 spin_unlock(&bdev_lock);
1655
1656                 /*
1657                  * If this was the last claim, remove holder link and
1658                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1659                  */
1660                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1661                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1662                         bdev->bd_write_holder = false;
1663                 }
1664         }
1665
1666         /*
1667          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1668          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1669          * from userland - e.g. eject(1).
1670          */
1671         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1672
1673         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1674
1675         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1676 }
1677 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1678
1679 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1680 {
1681         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1682         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1683         return 0;
1684 }
1685
1686 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1687 {
1688         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1689         fmode_t mode = file->f_mode;
1690
1691         /*
1692          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1693          * to updated it before every ioctl.
1694          */
1695         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1696                 mode |= FMODE_NDELAY;
1697         else
1698                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1699
1700         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1701 }
1702
1703 /*
1704  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1705  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1706  *
1707  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1708  * use.
1709  */
1710 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1711 {
1712         struct file *file = iocb->ki_filp;
1713         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1714         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1715         struct blk_plug plug;
1716         ssize_t ret;
1717
1718         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1719                 return -EPERM;
1720
1721         if (!iov_iter_count(from))
1722                 return 0;
1723
1724         if (iocb->ki_pos >= size)
1725                 return -ENOSPC;
1726
1727         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1728
1729         blk_start_plug(&plug);
1730         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1731         if (ret > 0)
1732                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1733         blk_finish_plug(&plug);
1734         return ret;
1735 }
1736 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1737
1738 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1739 {
1740         struct file *file = iocb->ki_filp;
1741         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1742         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1743         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1744
1745         if (pos >= size)
1746                 return 0;
1747
1748         size -= pos;
1749         iov_iter_truncate(to, size);
1750         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1751 }
1752 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1753
1754 /*
1755  * Try to release a page associated with block device when the system
1756  * is under memory pressure.
1757  */
1758 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1759 {
1760         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1761
1762         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1763                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1764
1765         return try_to_free_buffers(page);
1766 }
1767
1768 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1769                              struct writeback_control *wbc)
1770 {
1771         if (dax_mapping(mapping)) {
1772                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1773
1774                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1775         }
1776         return generic_writepages(mapping, wbc);
1777 }
1778
1779 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1780         .readpage       = blkdev_readpage,
1781         .readpages      = blkdev_readpages,
1782         .writepage      = blkdev_writepage,
1783         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1784         .write_end      = blkdev_write_end,
1785         .writepages     = blkdev_writepages,
1786         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1787         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1788         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1789 };
1790
1791 const struct file_operations def_blk_fops = {
1792         .open           = blkdev_open,
1793         .release        = blkdev_close,
1794         .llseek         = block_llseek,
1795         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1796         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1797         .mmap           = generic_file_mmap,
1798         .fsync          = blkdev_fsync,
1799         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1800 #ifdef CONFIG_COMPAT
1801         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1802 #endif
1803         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1804         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1805 };
1806
1807 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1808 {
1809         int res;
1810         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1811         set_fs(KERNEL_DS);
1812         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1813         set_fs(old_fs);
1814         return res;
1815 }
1816
1817 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1818
1819 /**
1820  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1821  * @pathname:   special file representing the block device
1822  *
1823  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1824  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1825  * otherwise.
1826  */
1827 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1828 {
1829         struct block_device *bdev;
1830         struct inode *inode;
1831         struct path path;
1832         int error;
1833
1834         if (!pathname || !*pathname)
1835                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1836
1837         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1838         if (error)
1839                 return ERR_PTR(error);
1840
1841         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1842         error = -ENOTBLK;
1843         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1844                 goto fail;
1845         error = -EACCES;
1846         if (!may_open_dev(&path))
1847                 goto fail;
1848         error = -ENOMEM;
1849         bdev = bd_acquire(inode);
1850         if (!bdev)
1851                 goto fail;
1852 out:
1853         path_put(&path);
1854         return bdev;
1855 fail:
1856         bdev = ERR_PTR(error);
1857         goto out;
1858 }
1859 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1860
1861 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1862 {
1863         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1864         int res = 0;
1865
1866         if (sb) {
1867                 /*
1868                  * no need to lock the super, get_super holds the
1869                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1870                  * under us (->put_super runs with the write lock
1871                  * hold).
1872                  */
1873                 shrink_dcache_sb(sb);
1874                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1875                 drop_super(sb);
1876         }
1877         invalidate_bdev(bdev);
1878         return res;
1879 }
1880 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1881
1882 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1883 {
1884         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1885
1886         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1887         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1888                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1889
1890                 spin_lock(&inode->i_lock);
1891                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1892                     mapping->nrpages == 0) {
1893                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1894                         continue;
1895                 }
1896                 __iget(inode);
1897                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1898                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1899                 /*
1900                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1901                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1902                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1903                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1904                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1905                  * later.
1906                  */
1907                 iput(old_inode);
1908                 old_inode = inode;
1909
1910                 func(I_BDEV(inode), arg);
1911
1912                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1913         }
1914         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1915         iput(old_inode);
1916 }