x86/smpboot: Init apic mapping before usage
[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 <linux/badblocks.h>
33 #include <linux/falloc.h>
34 #include <asm/uaccess.h>
35 #include "internal.h"
36
37 struct bdev_inode {
38         struct block_device bdev;
39         struct inode vfs_inode;
40 };
41
42 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
43
44 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
45 {
46         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
47 }
48
49 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
50 {
51         return &BDEV_I(inode)->bdev;
52 }
53 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
54
55 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
56 {
57         struct va_format vaf;
58         va_list args;
59
60         va_start(args, fmt);
61         vaf.fmt = fmt;
62         vaf.va = &args;
63         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
64         va_end(args);
65 }
66
67 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
68 {
69         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
70         int ret;
71
72         spin_lock(&inode->i_lock);
73         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
74                 spin_unlock(&inode->i_lock);
75                 ret = write_inode_now(inode, true);
76                 if (ret) {
77                         char name[BDEVNAME_SIZE];
78                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
79                                             "for block device %s (err=%d).\n",
80                                             bdevname(bdev, name), ret);
81                 }
82                 spin_lock(&inode->i_lock);
83         }
84         spin_unlock(&inode->i_lock);
85 }
86
87 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
88 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
89 {
90         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
91
92         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
93                 return;
94
95         invalidate_bh_lrus();
96         truncate_inode_pages(mapping, 0);
97 }       
98 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
99
100 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
101 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
102 {
103         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
104
105         if (mapping->nrpages == 0)
106                 return;
107
108         invalidate_bh_lrus();
109         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
110         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
111         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
112          * But, for the strange corners, lets be cautious
113          */
114         cleancache_invalidate_inode(mapping);
115 }
116 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
117
118 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
119 {
120         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
121         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
122                 return -EINVAL;
123
124         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
125         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
126                 return -EINVAL;
127
128         /* Don't change the size if it is same as current */
129         if (bdev->bd_block_size != size) {
130                 sync_blockdev(bdev);
131                 bdev->bd_block_size = size;
132                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
133                 kill_bdev(bdev);
134         }
135         return 0;
136 }
137
138 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
139
140 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
141 {
142         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
143                 return 0;
144         /* If we get here, we know size is power of two
145          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
146         sb->s_blocksize = size;
147         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
148         return sb->s_blocksize;
149 }
150
151 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
152
153 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
154 {
155         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
156         if (size < minsize)
157                 size = minsize;
158         return sb_set_blocksize(sb, size);
159 }
160
161 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
162
163 static int
164 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
165                 struct buffer_head *bh, int create)
166 {
167         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
168         bh->b_blocknr = iblock;
169         set_buffer_mapped(bh);
170         return 0;
171 }
172
173 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
174 {
175         return file->f_mapping->host;
176 }
177
178 static ssize_t
179 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
180 {
181         struct file *file = iocb->ki_filp;
182         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
183
184         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
185                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
186                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
187 }
188
189 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
190 {
191         if (!bdev)
192                 return 0;
193         if (!wait)
194                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
195         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
196 }
197
198 /*
199  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
200  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
201  */
202 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
203 {
204         return __sync_blockdev(bdev, 1);
205 }
206 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
207
208 /*
209  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
210  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
211  * device.  Takes the superblock lock.
212  */
213 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
214 {
215         struct super_block *sb = get_super(bdev);
216         if (sb) {
217                 int res = sync_filesystem(sb);
218                 drop_super(sb);
219                 return res;
220         }
221         return sync_blockdev(bdev);
222 }
223 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
224
225 /**
226  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
227  * @bdev:       blockdevice to lock
228  *
229  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
230  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
231  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
232  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
233  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
234  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
235  * actually.
236  */
237 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
238 {
239         struct super_block *sb;
240         int error = 0;
241
242         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
243         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
244                 /*
245                  * We don't even need to grab a reference - the first call
246                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
247                  * thaw_bdev drops it.
248                  */
249                 sb = get_super(bdev);
250                 if (sb)
251                         drop_super(sb);
252                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
253                 return sb;
254         }
255
256         sb = get_active_super(bdev);
257         if (!sb)
258                 goto out;
259         if (sb->s_op->freeze_super)
260                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
261         else
262                 error = freeze_super(sb);
263         if (error) {
264                 deactivate_super(sb);
265                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
266                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
267                 return ERR_PTR(error);
268         }
269         deactivate_super(sb);
270  out:
271         sync_blockdev(bdev);
272         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
273         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
274 }
275 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
276
277 /**
278  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
279  * @bdev:       blockdevice to unlock
280  * @sb:         associated superblock
281  *
282  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
283  */
284 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
285 {
286         int error = -EINVAL;
287
288         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
289         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
290                 goto out;
291
292         error = 0;
293         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
294                 goto out;
295
296         if (!sb)
297                 goto out;
298
299         if (sb->s_op->thaw_super)
300                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
301         else
302                 error = thaw_super(sb);
303         if (error)
304                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
305 out:
306         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
307         return error;
308 }
309 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
310
311 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
312 {
313         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
314 }
315
316 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
317 {
318         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
319 }
320
321 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
322                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
323 {
324         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
325 }
326
327 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
328                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
329                         struct page **pagep, void **fsdata)
330 {
331         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
332                                  blkdev_get_block);
333 }
334
335 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
336                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
337                         struct page *page, void *fsdata)
338 {
339         int ret;
340         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
341
342         unlock_page(page);
343         put_page(page);
344
345         return ret;
346 }
347
348 /*
349  * private llseek:
350  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
351  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
352  */
353 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
354 {
355         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
356         loff_t retval;
357
358         inode_lock(bd_inode);
359         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
360         inode_unlock(bd_inode);
361         return retval;
362 }
363         
364 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
365 {
366         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
367         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
368         int error;
369         
370         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
371         if (error)
372                 return error;
373
374         /*
375          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
376          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
377          * O_SYNC writers to a block device.
378          */
379         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
380         if (error == -EOPNOTSUPP)
381                 error = 0;
382
383         return error;
384 }
385 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
386
387 /**
388  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
389  * @bdev: The device to read the page from
390  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
391  * @page: The page to read
392  *
393  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
394  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
395  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
396  *
397  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
398  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
399  * than propagate an error back up the stack.
400  *
401  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
402  */
403 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
404                         struct page *page)
405 {
406         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
407         int result = -EOPNOTSUPP;
408
409         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
410                 return result;
411
412         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
413         if (result)
414                 return result;
415         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
416         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
417         return result;
418 }
419 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
420
421 /**
422  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
423  * @bdev: The device to write the page to
424  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
425  * @page: The page to write
426  * @wbc: The writeback_control for the write
427  *
428  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
429  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
430  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
431  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
432  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
433  *
434  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
435  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
436  * than propagate an error back up the stack.
437  *
438  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
439  */
440 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
441                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
442 {
443         int result;
444         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
445
446         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
447                 return -EOPNOTSUPP;
448         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
449         if (result)
450                 return result;
451
452         set_page_writeback(page);
453         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
454         if (result)
455                 end_page_writeback(page);
456         else
457                 unlock_page(page);
458         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
459         return result;
460 }
461 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
462
463 /**
464  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
465  * @bdev: The device containing the memory
466  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
467  *
468  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
469  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
470  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
471  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
472  * page tables.
473  *
474  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
475  * accessible at this address.
476  */
477 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
478 {
479         sector_t sector = dax->sector;
480         long avail, size = dax->size;
481         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
482
483         /*
484          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
485          * memory directly accessible.
486          */
487         might_sleep();
488
489         if (size < 0)
490                 return size;
491         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
492                 return -EOPNOTSUPP;
493         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
494                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
495                 return -ERANGE;
496         sector += get_start_sect(bdev);
497         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
498                 return -EINVAL;
499         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
500         if (!avail)
501                 return -ERANGE;
502         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
503                 return -ENXIO;
504         return min(avail, size);
505 }
506 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
507
508 /**
509  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
510  * @sb: The superblock of the device
511  * @blocksize: The block size of the device
512  *
513  * This is a library function for filesystems to check if the block device
514  * can be mounted with dax option.
515  *
516  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
517  */
518 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
519 {
520         struct blk_dax_ctl dax = {
521                 .sector = 0,
522                 .size = PAGE_SIZE,
523         };
524         int err;
525
526         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
527                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
528                 return -EINVAL;
529         }
530
531         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
532         if (err < 0) {
533                 switch (err) {
534                 case -EOPNOTSUPP:
535                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
536                                 "error: device does not support dax");
537                         break;
538                 case -EINVAL:
539                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
540                                 "error: unaligned partition for dax");
541                         break;
542                 default:
543                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
544                                 "error: dax access failed (%d)", err);
545                 }
546                 return err;
547         }
548
549         return 0;
550 }
551 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
552
553 /**
554  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
555  * @bdev: The device for raw block device access
556  */
557 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
558 {
559         struct blk_dax_ctl dax = {
560                 .size = PAGE_SIZE,
561         };
562
563         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
564                 return false;
565
566         dax.sector = 0;
567         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
568                 return false;
569
570         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
571         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
572                 return false;
573
574         return true;
575 }
576
577 /*
578  * pseudo-fs
579  */
580
581 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
582 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
583
584 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
585 {
586         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
587         if (!ei)
588                 return NULL;
589         return &ei->vfs_inode;
590 }
591
592 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
593 {
594         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
595         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
596
597         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
598 }
599
600 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
601 {
602         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
603 }
604
605 static void init_once(void *foo)
606 {
607         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
608         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
609
610         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
611         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
612         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
613 #ifdef CONFIG_SYSFS
614         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
615 #endif
616         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
617         /* Initialize mutex for freeze. */
618         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
619 }
620
621 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
622 {
623         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
624         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
625         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
626         clear_inode(inode);
627         spin_lock(&bdev_lock);
628         list_del_init(&bdev->bd_list);
629         spin_unlock(&bdev_lock);
630 }
631
632 static const struct super_operations bdev_sops = {
633         .statfs = simple_statfs,
634         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
635         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
636         .drop_inode = generic_delete_inode,
637         .evict_inode = bdev_evict_inode,
638 };
639
640 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
641         int flags, const char *dev_name, void *data)
642 {
643         struct dentry *dent;
644         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
645         if (!IS_ERR(dent))
646                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
647         return dent;
648 }
649
650 static struct file_system_type bd_type = {
651         .name           = "bdev",
652         .mount          = bd_mount,
653         .kill_sb        = kill_anon_super,
654 };
655
656 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
657 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
658
659 void __init bdev_cache_init(void)
660 {
661         int err;
662         static struct vfsmount *bd_mnt;
663
664         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
665                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
666                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
667                         init_once);
668         err = register_filesystem(&bd_type);
669         if (err)
670                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
671         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
672         if (IS_ERR(bd_mnt))
673                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
674         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
675 }
676
677 /*
678  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
679  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
680  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
681  */
682 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
683 {
684         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
685 }
686
687 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
688 {
689         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
690 }
691
692 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
693 {
694         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
695         return 0;
696 }
697
698 static LIST_HEAD(all_bdevs);
699
700 struct block_device *bdget(dev_t dev)
701 {
702         struct block_device *bdev;
703         struct inode *inode;
704
705         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
706                         bdev_test, bdev_set, &dev);
707
708         if (!inode)
709                 return NULL;
710
711         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
712
713         if (inode->i_state & I_NEW) {
714                 bdev->bd_contains = NULL;
715                 bdev->bd_super = NULL;
716                 bdev->bd_inode = inode;
717                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
718                 bdev->bd_part_count = 0;
719                 bdev->bd_invalidated = 0;
720                 inode->i_mode = S_IFBLK;
721                 inode->i_rdev = dev;
722                 inode->i_bdev = bdev;
723                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
724                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
725                 spin_lock(&bdev_lock);
726                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
727                 spin_unlock(&bdev_lock);
728                 unlock_new_inode(inode);
729         }
730         return bdev;
731 }
732
733 EXPORT_SYMBOL(bdget);
734
735 /**
736  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
737  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
738  */
739 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
740 {
741         ihold(bdev->bd_inode);
742         return bdev;
743 }
744 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
745
746 long nr_blockdev_pages(void)
747 {
748         struct block_device *bdev;
749         long ret = 0;
750         spin_lock(&bdev_lock);
751         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
752                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
753         }
754         spin_unlock(&bdev_lock);
755         return ret;
756 }
757
758 void bdput(struct block_device *bdev)
759 {
760         iput(bdev->bd_inode);
761 }
762
763 EXPORT_SYMBOL(bdput);
764  
765 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
766 {
767         struct block_device *bdev;
768
769         spin_lock(&bdev_lock);
770         bdev = inode->i_bdev;
771         if (bdev) {
772                 bdgrab(bdev);
773                 spin_unlock(&bdev_lock);
774                 return bdev;
775         }
776         spin_unlock(&bdev_lock);
777
778         bdev = bdget(inode->i_rdev);
779         if (bdev) {
780                 spin_lock(&bdev_lock);
781                 if (!inode->i_bdev) {
782                         /*
783                          * We take an additional reference to bd_inode,
784                          * and it's released in clear_inode() of inode.
785                          * So, we can access it via ->i_mapping always
786                          * without igrab().
787                          */
788                         bdgrab(bdev);
789                         inode->i_bdev = bdev;
790                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
791                 }
792                 spin_unlock(&bdev_lock);
793         }
794         return bdev;
795 }
796
797 /* Call when you free inode */
798
799 void bd_forget(struct inode *inode)
800 {
801         struct block_device *bdev = NULL;
802
803         spin_lock(&bdev_lock);
804         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
805                 bdev = inode->i_bdev;
806         inode->i_bdev = NULL;
807         inode->i_mapping = &inode->i_data;
808         spin_unlock(&bdev_lock);
809
810         if (bdev)
811                 bdput(bdev);
812 }
813
814 /**
815  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
816  * @bdev: block device of interest
817  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
818  * @holder: holder trying to claim @bdev
819  *
820  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
821  *
822  * CONTEXT:
823  * spin_lock(&bdev_lock).
824  *
825  * RETURNS:
826  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
827  */
828 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
829                          void *holder)
830 {
831         if (bdev->bd_holder == holder)
832                 return true;     /* already a holder */
833         else if (bdev->bd_holder != NULL)
834                 return false;    /* held by someone else */
835         else if (bdev->bd_contains == bdev)
836                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
837
838         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
839                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
840         else if (whole->bd_holder != NULL)
841                 return false;    /* is a partition of a held device */
842         else
843                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
844 }
845
846 /**
847  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
848  * @bdev: block device of interest
849  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
850  * @holder: holder trying to claim @bdev
851  *
852  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
853  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
854  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
855  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
856  *
857  * CONTEXT:
858  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
859  * it multiple times.
860  *
861  * RETURNS:
862  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
863  */
864 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
865                                struct block_device *whole, void *holder)
866 {
867 retry:
868         /* if someone else claimed, fail */
869         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
870                 return -EBUSY;
871
872         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
873         if (whole->bd_claiming) {
874                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
875                 DEFINE_WAIT(wait);
876
877                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
878                 spin_unlock(&bdev_lock);
879                 schedule();
880                 finish_wait(wq, &wait);
881                 spin_lock(&bdev_lock);
882                 goto retry;
883         }
884
885         /* yay, all mine */
886         return 0;
887 }
888
889 /**
890  * bd_start_claiming - start claiming a block device
891  * @bdev: block device of interest
892  * @holder: holder trying to claim @bdev
893  *
894  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
895  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
896  * successful call to this function must be matched with a call to
897  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
898  * fail).
899  *
900  * This function is used to gain exclusive access to the block device
901  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
902  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
903  * access but may subsequently fail.
904  *
905  * CONTEXT:
906  * Might sleep.
907  *
908  * RETURNS:
909  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
910  * value on failure.
911  */
912 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
913                                               void *holder)
914 {
915         struct gendisk *disk;
916         struct block_device *whole;
917         int partno, err;
918
919         might_sleep();
920
921         /*
922          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
923          * and grab the outer block device the hard way.
924          */
925         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
926         if (!disk)
927                 return ERR_PTR(-ENXIO);
928
929         /*
930          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
931          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
932          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
933          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
934          * tracking is broken for those devices but it has always been that
935          * way.
936          */
937         if (partno)
938                 whole = bdget_disk(disk, 0);
939         else
940                 whole = bdgrab(bdev);
941
942         module_put(disk->fops->owner);
943         put_disk(disk);
944         if (!whole)
945                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
946
947         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
948         spin_lock(&bdev_lock);
949
950         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
951         if (err == 0) {
952                 whole->bd_claiming = holder;
953                 spin_unlock(&bdev_lock);
954                 return whole;
955         } else {
956                 spin_unlock(&bdev_lock);
957                 bdput(whole);
958                 return ERR_PTR(err);
959         }
960 }
961
962 #ifdef CONFIG_SYSFS
963 struct bd_holder_disk {
964         struct list_head        list;
965         struct gendisk          *disk;
966         int                     refcnt;
967 };
968
969 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
970                                                   struct gendisk *disk)
971 {
972         struct bd_holder_disk *holder;
973
974         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
975                 if (holder->disk == disk)
976                         return holder;
977         return NULL;
978 }
979
980 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
981 {
982         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
983 }
984
985 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
986 {
987         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
988 }
989
990 /**
991  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
992  * @bdev: the claimed slave bdev
993  * @disk: the holding disk
994  *
995  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
996  *
997  * This functions creates the following sysfs symlinks.
998  *
999  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1000  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1001  *
1002  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1003  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1004  *
1005  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1006  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1007  *
1008  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1009  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1010  * lifetime of these symlinks.
1011  *
1012  * CONTEXT:
1013  * Might sleep.
1014  *
1015  * RETURNS:
1016  * 0 on success, -errno on failure.
1017  */
1018 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1019 {
1020         struct bd_holder_disk *holder;
1021         int ret = 0;
1022
1023         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1024
1025         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1026
1027         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1028         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1029                 goto out_unlock;
1030
1031         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1032         if (holder) {
1033                 holder->refcnt++;
1034                 goto out_unlock;
1035         }
1036
1037         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1038         if (!holder) {
1039                 ret = -ENOMEM;
1040                 goto out_unlock;
1041         }
1042
1043         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1044         holder->disk = disk;
1045         holder->refcnt = 1;
1046
1047         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1048         if (ret)
1049                 goto out_free;
1050
1051         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1052         if (ret)
1053                 goto out_del;
1054         /*
1055          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1056          * the holder directory.  Hold on to it.
1057          */
1058         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1059
1060         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1061         goto out_unlock;
1062
1063 out_del:
1064         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1065 out_free:
1066         kfree(holder);
1067 out_unlock:
1068         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1069         return ret;
1070 }
1071 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1072
1073 /**
1074  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1075  * @bdev: the calimed slave bdev
1076  * @disk: the holding disk
1077  *
1078  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1079  *
1080  * CONTEXT:
1081  * Might sleep.
1082  */
1083 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1084 {
1085         struct bd_holder_disk *holder;
1086
1087         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1088
1089         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1090
1091         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1092                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1093                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1094                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1095                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1096                 list_del_init(&holder->list);
1097                 kfree(holder);
1098         }
1099
1100         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1101 }
1102 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1103 #endif
1104
1105 /**
1106  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1107  *
1108  * @bdev:      struct block device to be flushed
1109  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1110  *
1111  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1112  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1113  * resize.
1114  */
1115 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1116 {
1117         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1118                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1119                        "resized disk %s\n",
1120                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1121         }
1122
1123         if (!bdev->bd_disk)
1124                 return;
1125         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1126                 bdev->bd_invalidated = 1;
1127 }
1128
1129 /**
1130  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1131  * @disk: struct gendisk to check
1132  * @bdev: struct bdev to adjust.
1133  *
1134  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1135  * and adjusts it if it differs.
1136  */
1137 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1138 {
1139         loff_t disk_size, bdev_size;
1140
1141         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1142         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1143         if (disk_size != bdev_size) {
1144                 printk(KERN_INFO
1145                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1146                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1147                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1148                 flush_disk(bdev, false);
1149         }
1150 }
1151 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1152
1153 /**
1154  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1155  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1156  *
1157  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1158  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1159  * for all revalidate_disk operations.
1160  */
1161 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1162 {
1163         struct block_device *bdev;
1164         int ret = 0;
1165
1166         if (disk->fops->revalidate_disk)
1167                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1168         blk_integrity_revalidate(disk);
1169         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1170         if (!bdev)
1171                 return ret;
1172
1173         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1174         check_disk_size_change(disk, bdev);
1175         bdev->bd_invalidated = 0;
1176         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1177         bdput(bdev);
1178         return ret;
1179 }
1180 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1181
1182 /*
1183  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1184  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1185  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1186  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1187  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1188  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1189  * to lose :-)
1190  */
1191 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1192 {
1193         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1194         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1195         unsigned int events;
1196
1197         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1198                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1199         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1200                 return 0;
1201
1202         flush_disk(bdev, true);
1203         if (bdops->revalidate_disk)
1204                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1209
1210 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1211 {
1212         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1213
1214         inode_lock(bdev->bd_inode);
1215         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1216         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1217         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1218                 if (size & bsize)
1219                         break;
1220                 bsize <<= 1;
1221         }
1222         bdev->bd_block_size = bsize;
1223         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1226
1227 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1228
1229 /*
1230  * bd_mutex locking:
1231  *
1232  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1233  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1234  */
1235
1236 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1237 {
1238         struct gendisk *disk;
1239         struct module *owner;
1240         int ret;
1241         int partno;
1242         int perm = 0;
1243
1244         if (mode & FMODE_READ)
1245                 perm |= MAY_READ;
1246         if (mode & FMODE_WRITE)
1247                 perm |= MAY_WRITE;
1248         /*
1249          * hooks: /n/, see "layering violations".
1250          */
1251         if (!for_part) {
1252                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1253                 if (ret != 0) {
1254                         bdput(bdev);
1255                         return ret;
1256                 }
1257         }
1258
1259  restart:
1260
1261         ret = -ENXIO;
1262         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1263         if (!disk)
1264                 goto out;
1265         owner = disk->fops->owner;
1266
1267         disk_block_events(disk);
1268         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1269         if (!bdev->bd_openers) {
1270                 bdev->bd_disk = disk;
1271                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1272                 bdev->bd_contains = bdev;
1273
1274                 if (!partno) {
1275                         ret = -ENXIO;
1276                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1277                         if (!bdev->bd_part)
1278                                 goto out_clear;
1279
1280                         ret = 0;
1281                         if (disk->fops->open) {
1282                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1283                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1284                                         /* Lost a race with 'disk' being
1285                                          * deleted, try again.
1286                                          * See md.c
1287                                          */
1288                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1289                                         bdev->bd_part = NULL;
1290                                         bdev->bd_disk = NULL;
1291                                         bdev->bd_queue = NULL;
1292                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1293                                         disk_unblock_events(disk);
1294                                         put_disk(disk);
1295                                         module_put(owner);
1296                                         goto restart;
1297                                 }
1298                         }
1299
1300                         if (!ret)
1301                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1302
1303                         /*
1304                          * If the device is invalidated, rescan partition
1305                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1306                          * The latter is necessary to prevent ghost
1307                          * partitions on a removed medium.
1308                          */
1309                         if (bdev->bd_invalidated) {
1310                                 if (!ret)
1311                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1312                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1313                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1314                         }
1315
1316                         if (ret)
1317                                 goto out_clear;
1318                 } else {
1319                         struct block_device *whole;
1320                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1321                         ret = -ENOMEM;
1322                         if (!whole)
1323                                 goto out_clear;
1324                         BUG_ON(for_part);
1325                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1326                         if (ret)
1327                                 goto out_clear;
1328                         bdev->bd_contains = whole;
1329                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1330                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1331                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1332                                 ret = -ENXIO;
1333                                 goto out_clear;
1334                         }
1335                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1336                 }
1337         } else {
1338                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1339                         ret = 0;
1340                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1341                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1342                         /* the same as first opener case, read comment there */
1343                         if (bdev->bd_invalidated) {
1344                                 if (!ret)
1345                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1346                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1347                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1348                         }
1349                         if (ret)
1350                                 goto out_unlock_bdev;
1351                 }
1352                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1353                 put_disk(disk);
1354                 module_put(owner);
1355         }
1356         bdev->bd_openers++;
1357         if (for_part)
1358                 bdev->bd_part_count++;
1359         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1360         disk_unblock_events(disk);
1361         return 0;
1362
1363  out_clear:
1364         disk_put_part(bdev->bd_part);
1365         bdev->bd_disk = NULL;
1366         bdev->bd_part = NULL;
1367         bdev->bd_queue = NULL;
1368         if (bdev != bdev->bd_contains)
1369                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1370         bdev->bd_contains = NULL;
1371  out_unlock_bdev:
1372         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1373         disk_unblock_events(disk);
1374         put_disk(disk);
1375         module_put(owner);
1376  out:
1377         bdput(bdev);
1378
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 /**
1383  * blkdev_get - open a block device
1384  * @bdev: block_device to open
1385  * @mode: FMODE_* mask
1386  * @holder: exclusive holder identifier
1387  *
1388  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1389  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1390  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1391  *
1392  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1393  * @bdev is put.
1394  *
1395  * CONTEXT:
1396  * Might sleep.
1397  *
1398  * RETURNS:
1399  * 0 on success, -errno on failure.
1400  */
1401 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1402 {
1403         struct block_device *whole = NULL;
1404         int res;
1405
1406         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1407
1408         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1409                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1410                 if (IS_ERR(whole)) {
1411                         bdput(bdev);
1412                         return PTR_ERR(whole);
1413                 }
1414         }
1415
1416         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1417
1418         if (whole) {
1419                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1420
1421                 /* finish claiming */
1422                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1423                 spin_lock(&bdev_lock);
1424
1425                 if (!res) {
1426                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1427                         /*
1428                          * Note that for a whole device bd_holders
1429                          * will be incremented twice, and bd_holder
1430                          * will be set to bd_may_claim before being
1431                          * set to holder
1432                          */
1433                         whole->bd_holders++;
1434                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1435                         bdev->bd_holders++;
1436                         bdev->bd_holder = holder;
1437                 }
1438
1439                 /* tell others that we're done */
1440                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1441                 whole->bd_claiming = NULL;
1442                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1443
1444                 spin_unlock(&bdev_lock);
1445
1446                 /*
1447                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1448                  * write holder makes the write_holder state stick until
1449                  * all are released.  This is good enough and tracking
1450                  * individual writeable reference is too fragile given the
1451                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1452                  */
1453                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1454                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1455                         bdev->bd_write_holder = true;
1456                         disk_block_events(disk);
1457                 }
1458
1459                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1460                 bdput(whole);
1461         }
1462
1463         return res;
1464 }
1465 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1466
1467 /**
1468  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1469  * @path: path to the block device to open
1470  * @mode: FMODE_* mask
1471  * @holder: exclusive holder identifier
1472  *
1473  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1474  * and @holder are identical to blkdev_get().
1475  *
1476  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1477  *
1478  * CONTEXT:
1479  * Might sleep.
1480  *
1481  * RETURNS:
1482  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1483  */
1484 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1485                                         void *holder)
1486 {
1487         struct block_device *bdev;
1488         int err;
1489
1490         bdev = lookup_bdev(path);
1491         if (IS_ERR(bdev))
1492                 return bdev;
1493
1494         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1495         if (err)
1496                 return ERR_PTR(err);
1497
1498         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1499                 blkdev_put(bdev, mode);
1500                 return ERR_PTR(-EACCES);
1501         }
1502
1503         return bdev;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1506
1507 /**
1508  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1509  * @dev: device number of block device to open
1510  * @mode: FMODE_* mask
1511  * @holder: exclusive holder identifier
1512  *
1513  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1514  * @holder are identical to blkdev_get().
1515  *
1516  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1517  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1518  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1519  * ever need it - reconsider your API.
1520  *
1521  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1522  *
1523  * CONTEXT:
1524  * Might sleep.
1525  *
1526  * RETURNS:
1527  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1528  */
1529 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1530 {
1531         struct block_device *bdev;
1532         int err;
1533
1534         bdev = bdget(dev);
1535         if (!bdev)
1536                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1537
1538         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1539         if (err)
1540                 return ERR_PTR(err);
1541
1542         return bdev;
1543 }
1544 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1545
1546 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1547 {
1548         struct block_device *bdev;
1549
1550         /*
1551          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1552          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1553          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1554          * during an unstable branch.
1555          */
1556         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1557
1558         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1559                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1560         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1561                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1562         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1563                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1564
1565         bdev = bd_acquire(inode);
1566         if (bdev == NULL)
1567                 return -ENOMEM;
1568
1569         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1570
1571         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1572 }
1573
1574 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1575 {
1576         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1577         struct block_device *victim = NULL;
1578
1579         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1580         if (for_part)
1581                 bdev->bd_part_count--;
1582
1583         if (!--bdev->bd_openers) {
1584                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1585                 sync_blockdev(bdev);
1586                 kill_bdev(bdev);
1587
1588                 bdev_write_inode(bdev);
1589                 /*
1590                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1591                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1592                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1593                  */
1594                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1595         }
1596         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1597                 if (disk->fops->release)
1598                         disk->fops->release(disk, mode);
1599         }
1600         if (!bdev->bd_openers) {
1601                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1602
1603                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1604                 bdev->bd_part = NULL;
1605                 bdev->bd_disk = NULL;
1606                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1607                         victim = bdev->bd_contains;
1608                 bdev->bd_contains = NULL;
1609
1610                 put_disk(disk);
1611                 module_put(owner);
1612         }
1613         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1614         bdput(bdev);
1615         if (victim)
1616                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1617 }
1618
1619 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1620 {
1621         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1622
1623         if (mode & FMODE_EXCL) {
1624                 bool bdev_free;
1625
1626                 /*
1627                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1628                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1629                  * synchronize disk_holder unlinking.
1630                  */
1631                 spin_lock(&bdev_lock);
1632
1633                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1634                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1635
1636                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1637                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1638                         bdev->bd_holder = NULL;
1639                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1640                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1641
1642                 spin_unlock(&bdev_lock);
1643
1644                 /*
1645                  * If this was the last claim, remove holder link and
1646                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1647                  */
1648                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1649                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1650                         bdev->bd_write_holder = false;
1651                 }
1652         }
1653
1654         /*
1655          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1656          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1657          * from userland - e.g. eject(1).
1658          */
1659         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1660
1661         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1662
1663         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1666
1667 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1668 {
1669         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1670         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1675 {
1676         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1677         fmode_t mode = file->f_mode;
1678
1679         /*
1680          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1681          * to updated it before every ioctl.
1682          */
1683         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1684                 mode |= FMODE_NDELAY;
1685         else
1686                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1687
1688         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1693  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1694  *
1695  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1696  * use.
1697  */
1698 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1699 {
1700         struct file *file = iocb->ki_filp;
1701         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1702         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1703         struct blk_plug plug;
1704         ssize_t ret;
1705
1706         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1707                 return -EPERM;
1708
1709         if (!iov_iter_count(from))
1710                 return 0;
1711
1712         if (iocb->ki_pos >= size)
1713                 return -ENOSPC;
1714
1715         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1716
1717         blk_start_plug(&plug);
1718         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1719         if (ret > 0)
1720                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1721         blk_finish_plug(&plug);
1722         return ret;
1723 }
1724 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1725
1726 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1727 {
1728         struct file *file = iocb->ki_filp;
1729         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1730         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1731         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1732
1733         if (pos >= size)
1734                 return 0;
1735
1736         size -= pos;
1737         iov_iter_truncate(to, size);
1738         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1741
1742 /*
1743  * Try to release a page associated with block device when the system
1744  * is under memory pressure.
1745  */
1746 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1747 {
1748         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1749
1750         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1751                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1752
1753         return try_to_free_buffers(page);
1754 }
1755
1756 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1757                              struct writeback_control *wbc)
1758 {
1759         if (dax_mapping(mapping)) {
1760                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1761
1762                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1763         }
1764         return generic_writepages(mapping, wbc);
1765 }
1766
1767 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1768         .readpage       = blkdev_readpage,
1769         .readpages      = blkdev_readpages,
1770         .writepage      = blkdev_writepage,
1771         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1772         .write_end      = blkdev_write_end,
1773         .writepages     = blkdev_writepages,
1774         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1775         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1776         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1777 };
1778
1779 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1780                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1781                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1782
1783 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1784                              loff_t len)
1785 {
1786         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1787         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1788         struct address_space *mapping;
1789         loff_t end = start + len - 1;
1790         loff_t isize;
1791         int error;
1792
1793         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1794         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1795                 return -EOPNOTSUPP;
1796
1797         /* Don't go off the end of the device. */
1798         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1799         if (start >= isize)
1800                 return -EINVAL;
1801         if (end >= isize) {
1802                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1803                         len = isize - start;
1804                         end = start + len - 1;
1805                 } else
1806                         return -EINVAL;
1807         }
1808
1809         /*
1810          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1811          */
1812         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1813                 return -EINVAL;
1814
1815         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1816         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1817         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
1818
1819         switch (mode) {
1820         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1821         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1822                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1823                                             GFP_KERNEL, false);
1824                 break;
1825         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1826                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
1827                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
1828                         return -EOPNOTSUPP;
1829                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1830                                              GFP_KERNEL, 0);
1831                 break;
1832         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1833                 if (!blk_queue_discard(q))
1834                         return -EOPNOTSUPP;
1835                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1836                                              GFP_KERNEL, 0);
1837                 break;
1838         default:
1839                 return -EOPNOTSUPP;
1840         }
1841         if (error)
1842                 return error;
1843
1844         /*
1845          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
1846          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
1847          * inclusive, so the rounding here is safe.
1848          */
1849         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
1850                                              start >> PAGE_SHIFT,
1851                                              end >> PAGE_SHIFT);
1852 }
1853
1854 const struct file_operations def_blk_fops = {
1855         .open           = blkdev_open,
1856         .release        = blkdev_close,
1857         .llseek         = block_llseek,
1858         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1859         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1860         .mmap           = generic_file_mmap,
1861         .fsync          = blkdev_fsync,
1862         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1863 #ifdef CONFIG_COMPAT
1864         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1865 #endif
1866         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1867         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1868         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1869 };
1870
1871 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1872 {
1873         int res;
1874         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1875         set_fs(KERNEL_DS);
1876         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1877         set_fs(old_fs);
1878         return res;
1879 }
1880
1881 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1882
1883 /**
1884  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1885  * @pathname:   special file representing the block device
1886  *
1887  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1888  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1889  * otherwise.
1890  */
1891 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1892 {
1893         struct block_device *bdev;
1894         struct inode *inode;
1895         struct path path;
1896         int error;
1897
1898         if (!pathname || !*pathname)
1899                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1900
1901         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1902         if (error)
1903                 return ERR_PTR(error);
1904
1905         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1906         error = -ENOTBLK;
1907         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1908                 goto fail;
1909         error = -EACCES;
1910         if (!may_open_dev(&path))
1911                 goto fail;
1912         error = -ENOMEM;
1913         bdev = bd_acquire(inode);
1914         if (!bdev)
1915                 goto fail;
1916 out:
1917         path_put(&path);
1918         return bdev;
1919 fail:
1920         bdev = ERR_PTR(error);
1921         goto out;
1922 }
1923 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1924
1925 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1926 {
1927         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1928         int res = 0;
1929
1930         if (sb) {
1931                 /*
1932                  * no need to lock the super, get_super holds the
1933                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1934                  * under us (->put_super runs with the write lock
1935                  * hold).
1936                  */
1937                 shrink_dcache_sb(sb);
1938                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1939                 drop_super(sb);
1940         }
1941         invalidate_bdev(bdev);
1942         return res;
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1945
1946 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1947 {
1948         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1949
1950         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1951         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1952                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1953
1954                 spin_lock(&inode->i_lock);
1955                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1956                     mapping->nrpages == 0) {
1957                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1958                         continue;
1959                 }
1960                 __iget(inode);
1961                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1962                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1963                 /*
1964                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1965                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1966                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1967                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1968                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1969                  * later.
1970                  */
1971                 iput(old_inode);
1972                 old_inode = inode;
1973
1974                 func(I_BDEV(inode), arg);
1975
1976                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1977         }
1978         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1979         iput(old_inode);
1980 }