Merge tag 'kvm-s390-master-4.5-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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/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 <asm/uaccess.h>
33 #include "internal.h"
34
35 struct bdev_inode {
36         struct block_device bdev;
37         struct inode vfs_inode;
38 };
39
40 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
41
42 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
43 {
44         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
45 }
46
47 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
48 {
49         return &BDEV_I(inode)->bdev;
50 }
51 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
52
53 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
54 {
55         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
56         int ret;
57
58         spin_lock(&inode->i_lock);
59         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
60                 spin_unlock(&inode->i_lock);
61                 ret = write_inode_now(inode, true);
62                 if (ret) {
63                         char name[BDEVNAME_SIZE];
64                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
65                                             "for block device %s (err=%d).\n",
66                                             bdevname(bdev, name), ret);
67                 }
68                 spin_lock(&inode->i_lock);
69         }
70         spin_unlock(&inode->i_lock);
71 }
72
73 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
74 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
75 {
76         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
77
78         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrshadows == 0)
79                 return;
80
81         invalidate_bh_lrus();
82         truncate_inode_pages(mapping, 0);
83 }       
84 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
85
86 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
87 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
88 {
89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
90
91         if (mapping->nrpages == 0)
92                 return;
93
94         invalidate_bh_lrus();
95         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
96         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
97         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
98          * But, for the strange corners, lets be cautious
99          */
100         cleancache_invalidate_inode(mapping);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
103
104 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
105 {
106         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
107         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
108                 return -EINVAL;
109
110         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
111         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
112                 return -EINVAL;
113
114         /* Don't change the size if it is same as current */
115         if (bdev->bd_block_size != size) {
116                 sync_blockdev(bdev);
117                 bdev->bd_block_size = size;
118                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
119                 kill_bdev(bdev);
120         }
121         return 0;
122 }
123
124 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
125
126 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
127 {
128         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
129                 return 0;
130         /* If we get here, we know size is power of two
131          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
132         sb->s_blocksize = size;
133         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
134         return sb->s_blocksize;
135 }
136
137 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
138
139 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
140 {
141         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
142         if (size < minsize)
143                 size = minsize;
144         return sb_set_blocksize(sb, size);
145 }
146
147 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
148
149 static int
150 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
151                 struct buffer_head *bh, int create)
152 {
153         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
154         bh->b_blocknr = iblock;
155         set_buffer_mapped(bh);
156         return 0;
157 }
158
159 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
160 {
161         return file->f_mapping->host;
162 }
163
164 static ssize_t
165 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, loff_t offset)
166 {
167         struct file *file = iocb->ki_filp;
168         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
169
170         if (IS_DAX(inode))
171                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, offset, blkdev_get_block,
172                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
173         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter, offset,
174                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
175                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
176 }
177
178 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
179 {
180         if (!bdev)
181                 return 0;
182         if (!wait)
183                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
184         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
185 }
186
187 /*
188  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
189  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
190  */
191 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
192 {
193         return __sync_blockdev(bdev, 1);
194 }
195 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
196
197 /*
198  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
199  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
200  * device.  Takes the superblock lock.
201  */
202 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
203 {
204         struct super_block *sb = get_super(bdev);
205         if (sb) {
206                 int res = sync_filesystem(sb);
207                 drop_super(sb);
208                 return res;
209         }
210         return sync_blockdev(bdev);
211 }
212 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
213
214 /**
215  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
216  * @bdev:       blockdevice to lock
217  *
218  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
219  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
220  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
221  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
222  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
223  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
224  * actually.
225  */
226 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
227 {
228         struct super_block *sb;
229         int error = 0;
230
231         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
232         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
233                 /*
234                  * We don't even need to grab a reference - the first call
235                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
236                  * thaw_bdev drops it.
237                  */
238                 sb = get_super(bdev);
239                 drop_super(sb);
240                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
241                 return sb;
242         }
243
244         sb = get_active_super(bdev);
245         if (!sb)
246                 goto out;
247         if (sb->s_op->freeze_super)
248                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
249         else
250                 error = freeze_super(sb);
251         if (error) {
252                 deactivate_super(sb);
253                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
254                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
255                 return ERR_PTR(error);
256         }
257         deactivate_super(sb);
258  out:
259         sync_blockdev(bdev);
260         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
261         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
262 }
263 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
264
265 /**
266  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
267  * @bdev:       blockdevice to unlock
268  * @sb:         associated superblock
269  *
270  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
271  */
272 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
273 {
274         int error = -EINVAL;
275
276         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
277         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
278                 goto out;
279
280         error = 0;
281         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
282                 goto out;
283
284         if (!sb)
285                 goto out;
286
287         if (sb->s_op->thaw_super)
288                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
289         else
290                 error = thaw_super(sb);
291         if (error) {
292                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
293                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
294                 return error;
295         }
296 out:
297         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
298         return 0;
299 }
300 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
301
302 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
303 {
304         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
305 }
306
307 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
308 {
309         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
310 }
311
312 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
313                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
314 {
315         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
316 }
317
318 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
319                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
320                         struct page **pagep, void **fsdata)
321 {
322         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
323                                  blkdev_get_block);
324 }
325
326 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
327                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
328                         struct page *page, void *fsdata)
329 {
330         int ret;
331         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
332
333         unlock_page(page);
334         page_cache_release(page);
335
336         return ret;
337 }
338
339 /*
340  * private llseek:
341  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
342  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
343  */
344 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
345 {
346         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
347         loff_t retval;
348
349         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
350         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
351         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
352         return retval;
353 }
354         
355 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
356 {
357         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
358         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
359         int error;
360         
361         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
362         if (error)
363                 return error;
364
365         /*
366          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
367          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
368          * O_SYNC writers to a block device.
369          */
370         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
371         if (error == -EOPNOTSUPP)
372                 error = 0;
373
374         return error;
375 }
376 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
377
378 /**
379  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
380  * @bdev: The device to read the page from
381  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
382  * @page: The page to read
383  *
384  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
385  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
386  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
387  *
388  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
389  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
390  * than propagate an error back up the stack.
391  *
392  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
393  */
394 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
395                         struct page *page)
396 {
397         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
398         int result = -EOPNOTSUPP;
399
400         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
401                 return result;
402
403         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, GFP_KERNEL);
404         if (result)
405                 return result;
406         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
407         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
408         return result;
409 }
410 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
411
412 /**
413  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
414  * @bdev: The device to write the page to
415  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
416  * @page: The page to write
417  * @wbc: The writeback_control for the write
418  *
419  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
420  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
421  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
422  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
423  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
424  *
425  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
426  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
427  * than propagate an error back up the stack.
428  *
429  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
430  */
431 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
432                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
433 {
434         int result;
435         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
436         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
437
438         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
439                 return -EOPNOTSUPP;
440         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, GFP_KERNEL);
441         if (result)
442                 return result;
443
444         set_page_writeback(page);
445         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
446         if (result)
447                 end_page_writeback(page);
448         else
449                 unlock_page(page);
450         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
451         return result;
452 }
453 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
454
455 /**
456  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
457  * @bdev: The device containing the memory
458  * @sector: The offset within the device
459  * @addr: Where to put the address of the memory
460  * @pfn: The Page Frame Number for the memory
461  * @size: The number of bytes requested
462  *
463  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
464  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
465  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
466  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
467  * page tables.
468  *
469  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
470  * accessible at this address.
471  */
472 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, sector_t sector,
473                         void __pmem **addr, unsigned long *pfn, long size)
474 {
475         long avail;
476         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
477
478         /*
479          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
480          * memory directly accessible.
481          */
482         might_sleep();
483
484         if (size < 0)
485                 return size;
486         if (!ops->direct_access)
487                 return -EOPNOTSUPP;
488         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
489                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
490                 return -ERANGE;
491         sector += get_start_sect(bdev);
492         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
493                 return -EINVAL;
494         avail = ops->direct_access(bdev, sector, addr, pfn);
495         if (!avail)
496                 return -ERANGE;
497         return min(avail, size);
498 }
499 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
500
501 /*
502  * pseudo-fs
503  */
504
505 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
506 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
507
508 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
509 {
510         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
511         if (!ei)
512                 return NULL;
513         return &ei->vfs_inode;
514 }
515
516 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
517 {
518         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
519         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
520
521         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
522 }
523
524 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
525 {
526         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
527 }
528
529 static void init_once(void *foo)
530 {
531         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
532         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
533
534         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
535         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
536         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
537         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
538 #ifdef CONFIG_SYSFS
539         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
540 #endif
541         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
542         /* Initialize mutex for freeze. */
543         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
544 }
545
546 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
547 {
548         list_del_init(&inode->i_devices);
549         inode->i_bdev = NULL;
550         inode->i_mapping = &inode->i_data;
551 }
552
553 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
554 {
555         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
556         struct list_head *p;
557         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
558         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
559         clear_inode(inode);
560         spin_lock(&bdev_lock);
561         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
562                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
563         }
564         list_del_init(&bdev->bd_list);
565         spin_unlock(&bdev_lock);
566 }
567
568 static const struct super_operations bdev_sops = {
569         .statfs = simple_statfs,
570         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
571         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
572         .drop_inode = generic_delete_inode,
573         .evict_inode = bdev_evict_inode,
574 };
575
576 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
577         int flags, const char *dev_name, void *data)
578 {
579         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
580 }
581
582 static struct file_system_type bd_type = {
583         .name           = "bdev",
584         .mount          = bd_mount,
585         .kill_sb        = kill_anon_super,
586 };
587
588 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
589 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
590
591 void __init bdev_cache_init(void)
592 {
593         int err;
594         static struct vfsmount *bd_mnt;
595
596         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
597                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
598                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
599                         init_once);
600         err = register_filesystem(&bd_type);
601         if (err)
602                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
603         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
604         if (IS_ERR(bd_mnt))
605                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
606         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
607 }
608
609 /*
610  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
611  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
612  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
613  */
614 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
615 {
616         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
617 }
618
619 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
620 {
621         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
622 }
623
624 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
625 {
626         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
627         return 0;
628 }
629
630 static LIST_HEAD(all_bdevs);
631
632 struct block_device *bdget(dev_t dev)
633 {
634         struct block_device *bdev;
635         struct inode *inode;
636
637         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
638                         bdev_test, bdev_set, &dev);
639
640         if (!inode)
641                 return NULL;
642
643         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
644
645         if (inode->i_state & I_NEW) {
646                 bdev->bd_contains = NULL;
647                 bdev->bd_super = NULL;
648                 bdev->bd_inode = inode;
649                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
650                 bdev->bd_part_count = 0;
651                 bdev->bd_invalidated = 0;
652                 inode->i_mode = S_IFBLK;
653                 inode->i_rdev = dev;
654                 inode->i_bdev = bdev;
655                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
656                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
657                 spin_lock(&bdev_lock);
658                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
659                 spin_unlock(&bdev_lock);
660                 unlock_new_inode(inode);
661         }
662         return bdev;
663 }
664
665 EXPORT_SYMBOL(bdget);
666
667 /**
668  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
669  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
670  */
671 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
672 {
673         ihold(bdev->bd_inode);
674         return bdev;
675 }
676 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
677
678 long nr_blockdev_pages(void)
679 {
680         struct block_device *bdev;
681         long ret = 0;
682         spin_lock(&bdev_lock);
683         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
684                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
685         }
686         spin_unlock(&bdev_lock);
687         return ret;
688 }
689
690 void bdput(struct block_device *bdev)
691 {
692         iput(bdev->bd_inode);
693 }
694
695 EXPORT_SYMBOL(bdput);
696  
697 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
698 {
699         struct block_device *bdev;
700
701         spin_lock(&bdev_lock);
702         bdev = inode->i_bdev;
703         if (bdev) {
704                 ihold(bdev->bd_inode);
705                 spin_unlock(&bdev_lock);
706                 return bdev;
707         }
708         spin_unlock(&bdev_lock);
709
710         bdev = bdget(inode->i_rdev);
711         if (bdev) {
712                 spin_lock(&bdev_lock);
713                 if (!inode->i_bdev) {
714                         /*
715                          * We take an additional reference to bd_inode,
716                          * and it's released in clear_inode() of inode.
717                          * So, we can access it via ->i_mapping always
718                          * without igrab().
719                          */
720                         ihold(bdev->bd_inode);
721                         inode->i_bdev = bdev;
722                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
723                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
724                 }
725                 spin_unlock(&bdev_lock);
726         }
727         return bdev;
728 }
729
730 /* Call when you free inode */
731
732 void bd_forget(struct inode *inode)
733 {
734         struct block_device *bdev = NULL;
735
736         spin_lock(&bdev_lock);
737         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
738                 bdev = inode->i_bdev;
739         __bd_forget(inode);
740         spin_unlock(&bdev_lock);
741
742         if (bdev)
743                 iput(bdev->bd_inode);
744 }
745
746 /**
747  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
748  * @bdev: block device of interest
749  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
750  * @holder: holder trying to claim @bdev
751  *
752  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
753  *
754  * CONTEXT:
755  * spin_lock(&bdev_lock).
756  *
757  * RETURNS:
758  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
759  */
760 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
761                          void *holder)
762 {
763         if (bdev->bd_holder == holder)
764                 return true;     /* already a holder */
765         else if (bdev->bd_holder != NULL)
766                 return false;    /* held by someone else */
767         else if (bdev->bd_contains == bdev)
768                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
769
770         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
771                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
772         else if (whole->bd_holder != NULL)
773                 return false;    /* is a partition of a held device */
774         else
775                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
776 }
777
778 /**
779  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
780  * @bdev: block device of interest
781  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
782  * @holder: holder trying to claim @bdev
783  *
784  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
785  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
786  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
787  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
788  *
789  * CONTEXT:
790  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
791  * it multiple times.
792  *
793  * RETURNS:
794  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
795  */
796 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
797                                struct block_device *whole, void *holder)
798 {
799 retry:
800         /* if someone else claimed, fail */
801         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
802                 return -EBUSY;
803
804         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
805         if (whole->bd_claiming) {
806                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
807                 DEFINE_WAIT(wait);
808
809                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
810                 spin_unlock(&bdev_lock);
811                 schedule();
812                 finish_wait(wq, &wait);
813                 spin_lock(&bdev_lock);
814                 goto retry;
815         }
816
817         /* yay, all mine */
818         return 0;
819 }
820
821 /**
822  * bd_start_claiming - start claiming a block device
823  * @bdev: block device of interest
824  * @holder: holder trying to claim @bdev
825  *
826  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
827  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
828  * successful call to this function must be matched with a call to
829  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
830  * fail).
831  *
832  * This function is used to gain exclusive access to the block device
833  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
834  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
835  * access but may subsequently fail.
836  *
837  * CONTEXT:
838  * Might sleep.
839  *
840  * RETURNS:
841  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
842  * value on failure.
843  */
844 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
845                                               void *holder)
846 {
847         struct gendisk *disk;
848         struct block_device *whole;
849         int partno, err;
850
851         might_sleep();
852
853         /*
854          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
855          * and grab the outer block device the hard way.
856          */
857         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
858         if (!disk)
859                 return ERR_PTR(-ENXIO);
860
861         /*
862          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
863          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
864          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
865          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
866          * tracking is broken for those devices but it has always been that
867          * way.
868          */
869         if (partno)
870                 whole = bdget_disk(disk, 0);
871         else
872                 whole = bdgrab(bdev);
873
874         module_put(disk->fops->owner);
875         put_disk(disk);
876         if (!whole)
877                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
878
879         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
880         spin_lock(&bdev_lock);
881
882         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
883         if (err == 0) {
884                 whole->bd_claiming = holder;
885                 spin_unlock(&bdev_lock);
886                 return whole;
887         } else {
888                 spin_unlock(&bdev_lock);
889                 bdput(whole);
890                 return ERR_PTR(err);
891         }
892 }
893
894 #ifdef CONFIG_SYSFS
895 struct bd_holder_disk {
896         struct list_head        list;
897         struct gendisk          *disk;
898         int                     refcnt;
899 };
900
901 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
902                                                   struct gendisk *disk)
903 {
904         struct bd_holder_disk *holder;
905
906         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
907                 if (holder->disk == disk)
908                         return holder;
909         return NULL;
910 }
911
912 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
913 {
914         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
915 }
916
917 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
918 {
919         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
920 }
921
922 /**
923  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
924  * @bdev: the claimed slave bdev
925  * @disk: the holding disk
926  *
927  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
928  *
929  * This functions creates the following sysfs symlinks.
930  *
931  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
932  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
933  *
934  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
935  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
936  *
937  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
938  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
939  *
940  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
941  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
942  * lifetime of these symlinks.
943  *
944  * CONTEXT:
945  * Might sleep.
946  *
947  * RETURNS:
948  * 0 on success, -errno on failure.
949  */
950 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
951 {
952         struct bd_holder_disk *holder;
953         int ret = 0;
954
955         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
956
957         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
958
959         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
960         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
961                 goto out_unlock;
962
963         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
964         if (holder) {
965                 holder->refcnt++;
966                 goto out_unlock;
967         }
968
969         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
970         if (!holder) {
971                 ret = -ENOMEM;
972                 goto out_unlock;
973         }
974
975         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
976         holder->disk = disk;
977         holder->refcnt = 1;
978
979         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
980         if (ret)
981                 goto out_free;
982
983         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
984         if (ret)
985                 goto out_del;
986         /*
987          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
988          * the holder directory.  Hold on to it.
989          */
990         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
991
992         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
993         goto out_unlock;
994
995 out_del:
996         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
997 out_free:
998         kfree(holder);
999 out_unlock:
1000         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1001         return ret;
1002 }
1003 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1004
1005 /**
1006  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1007  * @bdev: the calimed slave bdev
1008  * @disk: the holding disk
1009  *
1010  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1011  *
1012  * CONTEXT:
1013  * Might sleep.
1014  */
1015 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1016 {
1017         struct bd_holder_disk *holder;
1018
1019         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1020
1021         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1022
1023         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1024                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1025                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1026                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1027                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1028                 list_del_init(&holder->list);
1029                 kfree(holder);
1030         }
1031
1032         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1033 }
1034 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1035 #endif
1036
1037 /**
1038  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1039  *
1040  * @bdev:      struct block device to be flushed
1041  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1042  *
1043  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1044  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1045  * resize.
1046  */
1047 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1048 {
1049         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1050                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1051                        "resized disk %s\n",
1052                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1053         }
1054
1055         if (!bdev->bd_disk)
1056                 return;
1057         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1058                 bdev->bd_invalidated = 1;
1059 }
1060
1061 /**
1062  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1063  * @disk: struct gendisk to check
1064  * @bdev: struct bdev to adjust.
1065  *
1066  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1067  * and adjusts it if it differs.
1068  */
1069 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1070 {
1071         loff_t disk_size, bdev_size;
1072
1073         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1074         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1075         if (disk_size != bdev_size) {
1076                 printk(KERN_INFO
1077                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1078                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1079                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1080                 flush_disk(bdev, false);
1081         }
1082 }
1083 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1084
1085 /**
1086  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1087  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1088  *
1089  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1090  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1091  * for all revalidate_disk operations.
1092  */
1093 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1094 {
1095         struct block_device *bdev;
1096         int ret = 0;
1097
1098         if (disk->fops->revalidate_disk)
1099                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1100         blk_integrity_revalidate(disk);
1101         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1102         if (!bdev)
1103                 return ret;
1104
1105         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1106         check_disk_size_change(disk, bdev);
1107         bdev->bd_invalidated = 0;
1108         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1109         bdput(bdev);
1110         return ret;
1111 }
1112 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1113
1114 /*
1115  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1116  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1117  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1118  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1119  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1120  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1121  * to lose :-)
1122  */
1123 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1124 {
1125         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1126         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1127         unsigned int events;
1128
1129         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1130                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1131         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1132                 return 0;
1133
1134         flush_disk(bdev, true);
1135         if (bdops->revalidate_disk)
1136                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1137         return 1;
1138 }
1139
1140 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1141
1142 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1143 {
1144         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1145
1146         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1147         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1148         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1149         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1150                 if (size & bsize)
1151                         break;
1152                 bsize <<= 1;
1153         }
1154         bdev->bd_block_size = bsize;
1155         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1156 }
1157 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1158
1159 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1160
1161 /*
1162  * bd_mutex locking:
1163  *
1164  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1165  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1166  */
1167
1168 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1169 {
1170         struct gendisk *disk;
1171         struct module *owner;
1172         int ret;
1173         int partno;
1174         int perm = 0;
1175
1176         if (mode & FMODE_READ)
1177                 perm |= MAY_READ;
1178         if (mode & FMODE_WRITE)
1179                 perm |= MAY_WRITE;
1180         /*
1181          * hooks: /n/, see "layering violations".
1182          */
1183         if (!for_part) {
1184                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1185                 if (ret != 0) {
1186                         bdput(bdev);
1187                         return ret;
1188                 }
1189         }
1190
1191  restart:
1192
1193         ret = -ENXIO;
1194         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1195         if (!disk)
1196                 goto out;
1197         owner = disk->fops->owner;
1198
1199         disk_block_events(disk);
1200         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1201         if (!bdev->bd_openers) {
1202                 bdev->bd_disk = disk;
1203                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1204                 bdev->bd_contains = bdev;
1205                 bdev->bd_inode->i_flags = disk->fops->direct_access ? S_DAX : 0;
1206                 if (!partno) {
1207                         ret = -ENXIO;
1208                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1209                         if (!bdev->bd_part)
1210                                 goto out_clear;
1211
1212                         ret = 0;
1213                         if (disk->fops->open) {
1214                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1215                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1216                                         /* Lost a race with 'disk' being
1217                                          * deleted, try again.
1218                                          * See md.c
1219                                          */
1220                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1221                                         bdev->bd_part = NULL;
1222                                         bdev->bd_disk = NULL;
1223                                         bdev->bd_queue = NULL;
1224                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1225                                         disk_unblock_events(disk);
1226                                         put_disk(disk);
1227                                         module_put(owner);
1228                                         goto restart;
1229                                 }
1230                         }
1231
1232                         if (!ret) {
1233                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1234                                 if (!blkdev_dax_capable(bdev))
1235                                         bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1236                         }
1237
1238                         /*
1239                          * If the device is invalidated, rescan partition
1240                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1241                          * The latter is necessary to prevent ghost
1242                          * partitions on a removed medium.
1243                          */
1244                         if (bdev->bd_invalidated) {
1245                                 if (!ret)
1246                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1247                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1248                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1249                         }
1250
1251                         if (ret)
1252                                 goto out_clear;
1253                 } else {
1254                         struct block_device *whole;
1255                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1256                         ret = -ENOMEM;
1257                         if (!whole)
1258                                 goto out_clear;
1259                         BUG_ON(for_part);
1260                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1261                         if (ret)
1262                                 goto out_clear;
1263                         bdev->bd_contains = whole;
1264                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1265                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1266                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1267                                 ret = -ENXIO;
1268                                 goto out_clear;
1269                         }
1270                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1271                         if (!blkdev_dax_capable(bdev))
1272                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1273                 }
1274         } else {
1275                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1276                         ret = 0;
1277                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1278                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1279                         /* the same as first opener case, read comment there */
1280                         if (bdev->bd_invalidated) {
1281                                 if (!ret)
1282                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1283                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1284                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1285                         }
1286                         if (ret)
1287                                 goto out_unlock_bdev;
1288                 }
1289                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1290                 put_disk(disk);
1291                 module_put(owner);
1292         }
1293         bdev->bd_openers++;
1294         if (for_part)
1295                 bdev->bd_part_count++;
1296         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1297         disk_unblock_events(disk);
1298         return 0;
1299
1300  out_clear:
1301         disk_put_part(bdev->bd_part);
1302         bdev->bd_disk = NULL;
1303         bdev->bd_part = NULL;
1304         bdev->bd_queue = NULL;
1305         if (bdev != bdev->bd_contains)
1306                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1307         bdev->bd_contains = NULL;
1308  out_unlock_bdev:
1309         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1310         disk_unblock_events(disk);
1311         put_disk(disk);
1312         module_put(owner);
1313  out:
1314         bdput(bdev);
1315
1316         return ret;
1317 }
1318
1319 /**
1320  * blkdev_get - open a block device
1321  * @bdev: block_device to open
1322  * @mode: FMODE_* mask
1323  * @holder: exclusive holder identifier
1324  *
1325  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1326  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1327  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1328  *
1329  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1330  * @bdev is put.
1331  *
1332  * CONTEXT:
1333  * Might sleep.
1334  *
1335  * RETURNS:
1336  * 0 on success, -errno on failure.
1337  */
1338 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1339 {
1340         struct block_device *whole = NULL;
1341         int res;
1342
1343         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1344
1345         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1346                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1347                 if (IS_ERR(whole)) {
1348                         bdput(bdev);
1349                         return PTR_ERR(whole);
1350                 }
1351         }
1352
1353         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1354
1355         if (whole) {
1356                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1357
1358                 /* finish claiming */
1359                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1360                 spin_lock(&bdev_lock);
1361
1362                 if (!res) {
1363                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1364                         /*
1365                          * Note that for a whole device bd_holders
1366                          * will be incremented twice, and bd_holder
1367                          * will be set to bd_may_claim before being
1368                          * set to holder
1369                          */
1370                         whole->bd_holders++;
1371                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1372                         bdev->bd_holders++;
1373                         bdev->bd_holder = holder;
1374                 }
1375
1376                 /* tell others that we're done */
1377                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1378                 whole->bd_claiming = NULL;
1379                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1380
1381                 spin_unlock(&bdev_lock);
1382
1383                 /*
1384                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1385                  * write holder makes the write_holder state stick until
1386                  * all are released.  This is good enough and tracking
1387                  * individual writeable reference is too fragile given the
1388                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1389                  */
1390                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1391                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1392                         bdev->bd_write_holder = true;
1393                         disk_block_events(disk);
1394                 }
1395
1396                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1397                 bdput(whole);
1398         }
1399
1400         return res;
1401 }
1402 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1403
1404 /**
1405  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1406  * @path: path to the block device to open
1407  * @mode: FMODE_* mask
1408  * @holder: exclusive holder identifier
1409  *
1410  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1411  * and @holder are identical to blkdev_get().
1412  *
1413  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1414  *
1415  * CONTEXT:
1416  * Might sleep.
1417  *
1418  * RETURNS:
1419  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1420  */
1421 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1422                                         void *holder)
1423 {
1424         struct block_device *bdev;
1425         int err;
1426
1427         bdev = lookup_bdev(path);
1428         if (IS_ERR(bdev))
1429                 return bdev;
1430
1431         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1432         if (err)
1433                 return ERR_PTR(err);
1434
1435         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1436                 blkdev_put(bdev, mode);
1437                 return ERR_PTR(-EACCES);
1438         }
1439
1440         return bdev;
1441 }
1442 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1443
1444 /**
1445  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1446  * @dev: device number of block device to open
1447  * @mode: FMODE_* mask
1448  * @holder: exclusive holder identifier
1449  *
1450  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1451  * @holder are identical to blkdev_get().
1452  *
1453  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1454  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1455  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1456  * ever need it - reconsider your API.
1457  *
1458  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1459  *
1460  * CONTEXT:
1461  * Might sleep.
1462  *
1463  * RETURNS:
1464  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1465  */
1466 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1467 {
1468         struct block_device *bdev;
1469         int err;
1470
1471         bdev = bdget(dev);
1472         if (!bdev)
1473                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1474
1475         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1476         if (err)
1477                 return ERR_PTR(err);
1478
1479         return bdev;
1480 }
1481 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1482
1483 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1484 {
1485         struct block_device *bdev;
1486
1487         /*
1488          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1489          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1490          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1491          * during an unstable branch.
1492          */
1493         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1494
1495         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1496                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1497         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1498                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1499         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1500                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1501
1502         bdev = bd_acquire(inode);
1503         if (bdev == NULL)
1504                 return -ENOMEM;
1505
1506         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1507
1508         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1509 }
1510
1511 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1512 {
1513         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1514         struct block_device *victim = NULL;
1515
1516         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1517         if (for_part)
1518                 bdev->bd_part_count--;
1519
1520         if (!--bdev->bd_openers) {
1521                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1522                 sync_blockdev(bdev);
1523                 kill_bdev(bdev);
1524
1525                 bdev_write_inode(bdev);
1526                 /*
1527                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1528                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1529                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1530                  */
1531                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1532         }
1533         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1534                 if (disk->fops->release)
1535                         disk->fops->release(disk, mode);
1536         }
1537         if (!bdev->bd_openers) {
1538                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1539
1540                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1541                 bdev->bd_part = NULL;
1542                 bdev->bd_disk = NULL;
1543                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1544                         victim = bdev->bd_contains;
1545                 bdev->bd_contains = NULL;
1546
1547                 put_disk(disk);
1548                 module_put(owner);
1549         }
1550         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1551         bdput(bdev);
1552         if (victim)
1553                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1554 }
1555
1556 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1557 {
1558         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1559
1560         if (mode & FMODE_EXCL) {
1561                 bool bdev_free;
1562
1563                 /*
1564                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1565                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1566                  * synchronize disk_holder unlinking.
1567                  */
1568                 spin_lock(&bdev_lock);
1569
1570                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1571                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1572
1573                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1574                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1575                         bdev->bd_holder = NULL;
1576                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1577                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1578
1579                 spin_unlock(&bdev_lock);
1580
1581                 /*
1582                  * If this was the last claim, remove holder link and
1583                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1584                  */
1585                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1586                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1587                         bdev->bd_write_holder = false;
1588                 }
1589         }
1590
1591         /*
1592          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1593          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1594          * from userland - e.g. eject(1).
1595          */
1596         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1597
1598         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1599
1600         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1601 }
1602 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1603
1604 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1605 {
1606         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1607         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1608         return 0;
1609 }
1610
1611 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1612 {
1613         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1614         fmode_t mode = file->f_mode;
1615
1616         /*
1617          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1618          * to updated it before every ioctl.
1619          */
1620         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1621                 mode |= FMODE_NDELAY;
1622         else
1623                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1624
1625         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1630  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1631  *
1632  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1633  * use.
1634  */
1635 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1636 {
1637         struct file *file = iocb->ki_filp;
1638         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1639         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1640         struct blk_plug plug;
1641         ssize_t ret;
1642
1643         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1644                 return -EPERM;
1645
1646         if (!iov_iter_count(from))
1647                 return 0;
1648
1649         if (iocb->ki_pos >= size)
1650                 return -ENOSPC;
1651
1652         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1653
1654         blk_start_plug(&plug);
1655         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1656         if (ret > 0) {
1657                 ssize_t err;
1658                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1659                 if (err < 0)
1660                         ret = err;
1661         }
1662         blk_finish_plug(&plug);
1663         return ret;
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1666
1667 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1668 {
1669         struct file *file = iocb->ki_filp;
1670         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1671         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1672         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1673
1674         if (pos >= size)
1675                 return 0;
1676
1677         size -= pos;
1678         iov_iter_truncate(to, size);
1679         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1680 }
1681 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1682
1683 /*
1684  * Try to release a page associated with block device when the system
1685  * is under memory pressure.
1686  */
1687 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1688 {
1689         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1690
1691         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1692                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1693
1694         return try_to_free_buffers(page);
1695 }
1696
1697 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1698         .readpage       = blkdev_readpage,
1699         .readpages      = blkdev_readpages,
1700         .writepage      = blkdev_writepage,
1701         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1702         .write_end      = blkdev_write_end,
1703         .writepages     = generic_writepages,
1704         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1705         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1706         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1707 };
1708
1709 #ifdef CONFIG_FS_DAX
1710 /*
1711  * In the raw block case we do not need to contend with truncation nor
1712  * unwritten file extents.  Without those concerns there is no need for
1713  * additional locking beyond the mmap_sem context that these routines
1714  * are already executing under.
1715  *
1716  * Note, there is no protection if the block device is dynamically
1717  * resized (partition grow/shrink) during a fault. A stable block device
1718  * size is already not enforced in the blkdev_direct_IO path.
1719  *
1720  * For DAX, it is the responsibility of the block device driver to
1721  * ensure the whole-disk device size is stable while requests are in
1722  * flight.
1723  *
1724  * Finally, unlike the filemap_page_mkwrite() case there is no
1725  * filesystem superblock to sync against freezing.  We still include a
1726  * pfn_mkwrite callback for dax drivers to receive write fault
1727  * notifications.
1728  */
1729 static int blkdev_dax_fault(struct vm_area_struct *vma, struct vm_fault *vmf)
1730 {
1731         return __dax_fault(vma, vmf, blkdev_get_block, NULL);
1732 }
1733
1734 static int blkdev_dax_pmd_fault(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr,
1735                 pmd_t *pmd, unsigned int flags)
1736 {
1737         return __dax_pmd_fault(vma, addr, pmd, flags, blkdev_get_block, NULL);
1738 }
1739
1740 static void blkdev_vm_open(struct vm_area_struct *vma)
1741 {
1742         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(vma->vm_file);
1743         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
1744
1745         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
1746         bdev->bd_map_count++;
1747         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
1748 }
1749
1750 static void blkdev_vm_close(struct vm_area_struct *vma)
1751 {
1752         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(vma->vm_file);
1753         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
1754
1755         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
1756         bdev->bd_map_count--;
1757         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
1758 }
1759
1760 static const struct vm_operations_struct blkdev_dax_vm_ops = {
1761         .open           = blkdev_vm_open,
1762         .close          = blkdev_vm_close,
1763         .fault          = blkdev_dax_fault,
1764         .pmd_fault      = blkdev_dax_pmd_fault,
1765         .pfn_mkwrite    = blkdev_dax_fault,
1766 };
1767
1768 static const struct vm_operations_struct blkdev_default_vm_ops = {
1769         .open           = blkdev_vm_open,
1770         .close          = blkdev_vm_close,
1771         .fault          = filemap_fault,
1772         .map_pages      = filemap_map_pages,
1773 };
1774
1775 static int blkdev_mmap(struct file *file, struct vm_area_struct *vma)
1776 {
1777         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1778         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
1779
1780         file_accessed(file);
1781         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
1782         bdev->bd_map_count++;
1783         if (IS_DAX(bd_inode)) {
1784                 vma->vm_ops = &blkdev_dax_vm_ops;
1785                 vma->vm_flags |= VM_MIXEDMAP | VM_HUGEPAGE;
1786         } else {
1787                 vma->vm_ops = &blkdev_default_vm_ops;
1788         }
1789         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
1790
1791         return 0;
1792 }
1793 #else
1794 #define blkdev_mmap generic_file_mmap
1795 #endif
1796
1797 const struct file_operations def_blk_fops = {
1798         .open           = blkdev_open,
1799         .release        = blkdev_close,
1800         .llseek         = block_llseek,
1801         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1802         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1803         .mmap           = blkdev_mmap,
1804         .fsync          = blkdev_fsync,
1805         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1806 #ifdef CONFIG_COMPAT
1807         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1808 #endif
1809         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1810         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1811 };
1812
1813 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1814 {
1815         int res;
1816         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1817         set_fs(KERNEL_DS);
1818         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1819         set_fs(old_fs);
1820         return res;
1821 }
1822
1823 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1824
1825 /**
1826  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1827  * @pathname:   special file representing the block device
1828  *
1829  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1830  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1831  * otherwise.
1832  */
1833 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1834 {
1835         struct block_device *bdev;
1836         struct inode *inode;
1837         struct path path;
1838         int error;
1839
1840         if (!pathname || !*pathname)
1841                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1842
1843         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1844         if (error)
1845                 return ERR_PTR(error);
1846
1847         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1848         error = -ENOTBLK;
1849         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1850                 goto fail;
1851         error = -EACCES;
1852         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1853                 goto fail;
1854         error = -ENOMEM;
1855         bdev = bd_acquire(inode);
1856         if (!bdev)
1857                 goto fail;
1858 out:
1859         path_put(&path);
1860         return bdev;
1861 fail:
1862         bdev = ERR_PTR(error);
1863         goto out;
1864 }
1865 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1866
1867 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1868 {
1869         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1870         int res = 0;
1871
1872         if (sb) {
1873                 /*
1874                  * no need to lock the super, get_super holds the
1875                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1876                  * under us (->put_super runs with the write lock
1877                  * hold).
1878                  */
1879                 shrink_dcache_sb(sb);
1880                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1881                 drop_super(sb);
1882         }
1883         invalidate_bdev(bdev);
1884         return res;
1885 }
1886 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1887
1888 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1889 {
1890         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1891
1892         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1893         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1894                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1895
1896                 spin_lock(&inode->i_lock);
1897                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1898                     mapping->nrpages == 0) {
1899                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1900                         continue;
1901                 }
1902                 __iget(inode);
1903                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1904                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1905                 /*
1906                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1907                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1908                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1909                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1910                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1911                  * later.
1912                  */
1913                 iput(old_inode);
1914                 old_inode = inode;
1915
1916                 func(I_BDEV(inode), arg);
1917
1918                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1919         }
1920         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1921         iput(old_inode);
1922 }