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