Merge tag 'nfs-for-4.7-1' of git://git.linux-nfs.org/projects/anna/linux-nfs
[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 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
55 {
56         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
57         int ret;
58
59         spin_lock(&inode->i_lock);
60         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
61                 spin_unlock(&inode->i_lock);
62                 ret = write_inode_now(inode, true);
63                 if (ret) {
64                         char name[BDEVNAME_SIZE];
65                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
66                                             "for block device %s (err=%d).\n",
67                                             bdevname(bdev, name), ret);
68                 }
69                 spin_lock(&inode->i_lock);
70         }
71         spin_unlock(&inode->i_lock);
72 }
73
74 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
75 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
76 {
77         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
78
79         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
80                 return;
81
82         invalidate_bh_lrus();
83         truncate_inode_pages(mapping, 0);
84 }       
85 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
86
87 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
88 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
89 {
90         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
91
92         if (mapping->nrpages == 0)
93                 return;
94
95         invalidate_bh_lrus();
96         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
97         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
98         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
99          * But, for the strange corners, lets be cautious
100          */
101         cleancache_invalidate_inode(mapping);
102 }
103 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
104
105 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
106 {
107         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
108         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
109                 return -EINVAL;
110
111         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
112         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
113                 return -EINVAL;
114
115         /* Don't change the size if it is same as current */
116         if (bdev->bd_block_size != size) {
117                 sync_blockdev(bdev);
118                 bdev->bd_block_size = size;
119                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
120                 kill_bdev(bdev);
121         }
122         return 0;
123 }
124
125 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
126
127 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
128 {
129         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
130                 return 0;
131         /* If we get here, we know size is power of two
132          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
133         sb->s_blocksize = size;
134         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
135         return sb->s_blocksize;
136 }
137
138 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
139
140 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
141 {
142         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
143         if (size < minsize)
144                 size = minsize;
145         return sb_set_blocksize(sb, size);
146 }
147
148 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
149
150 static int
151 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
152                 struct buffer_head *bh, int create)
153 {
154         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
155         bh->b_blocknr = iblock;
156         set_buffer_mapped(bh);
157         return 0;
158 }
159
160 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
161 {
162         return file->f_mapping->host;
163 }
164
165 static ssize_t
166 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
167 {
168         struct file *file = iocb->ki_filp;
169         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
170
171         if (IS_DAX(inode))
172                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, blkdev_get_block,
173                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
174         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
175                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
176                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
177 }
178
179 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
180 {
181         if (!bdev)
182                 return 0;
183         if (!wait)
184                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
185         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
186 }
187
188 /*
189  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
190  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
191  */
192 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
193 {
194         return __sync_blockdev(bdev, 1);
195 }
196 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
197
198 /*
199  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
200  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
201  * device.  Takes the superblock lock.
202  */
203 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
204 {
205         struct super_block *sb = get_super(bdev);
206         if (sb) {
207                 int res = sync_filesystem(sb);
208                 drop_super(sb);
209                 return res;
210         }
211         return sync_blockdev(bdev);
212 }
213 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
214
215 /**
216  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
217  * @bdev:       blockdevice to lock
218  *
219  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
220  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
221  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
222  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
223  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
224  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
225  * actually.
226  */
227 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
228 {
229         struct super_block *sb;
230         int error = 0;
231
232         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
233         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
234                 /*
235                  * We don't even need to grab a reference - the first call
236                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
237                  * thaw_bdev drops it.
238                  */
239                 sb = get_super(bdev);
240                 drop_super(sb);
241                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
242                 return sb;
243         }
244
245         sb = get_active_super(bdev);
246         if (!sb)
247                 goto out;
248         if (sb->s_op->freeze_super)
249                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
250         else
251                 error = freeze_super(sb);
252         if (error) {
253                 deactivate_super(sb);
254                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
255                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
256                 return ERR_PTR(error);
257         }
258         deactivate_super(sb);
259  out:
260         sync_blockdev(bdev);
261         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
262         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
265
266 /**
267  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
268  * @bdev:       blockdevice to unlock
269  * @sb:         associated superblock
270  *
271  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
272  */
273 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
274 {
275         int error = -EINVAL;
276
277         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
278         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
279                 goto out;
280
281         error = 0;
282         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
283                 goto out;
284
285         if (!sb)
286                 goto out;
287
288         if (sb->s_op->thaw_super)
289                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
290         else
291                 error = thaw_super(sb);
292         if (error) {
293                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
294                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
295                 return error;
296         }
297 out:
298         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
299         return 0;
300 }
301 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
302
303 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
304 {
305         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
306 }
307
308 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
309 {
310         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
311 }
312
313 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
314                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
315 {
316         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
317 }
318
319 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
320                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
321                         struct page **pagep, void **fsdata)
322 {
323         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
324                                  blkdev_get_block);
325 }
326
327 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
328                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
329                         struct page *page, void *fsdata)
330 {
331         int ret;
332         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
333
334         unlock_page(page);
335         put_page(page);
336
337         return ret;
338 }
339
340 /*
341  * private llseek:
342  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
343  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
344  */
345 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
346 {
347         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
348         loff_t retval;
349
350         inode_lock(bd_inode);
351         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
352         inode_unlock(bd_inode);
353         return retval;
354 }
355         
356 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
357 {
358         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
359         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
360         int error;
361         
362         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
363         if (error)
364                 return error;
365
366         /*
367          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
368          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
369          * O_SYNC writers to a block device.
370          */
371         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
372         if (error == -EOPNOTSUPP)
373                 error = 0;
374
375         return error;
376 }
377 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
378
379 /**
380  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
381  * @bdev: The device to read the page from
382  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
383  * @page: The page to read
384  *
385  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
386  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
387  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
388  *
389  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
390  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
391  * than propagate an error back up the stack.
392  *
393  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
394  */
395 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
396                         struct page *page)
397 {
398         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
399         int result = -EOPNOTSUPP;
400
401         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
402                 return result;
403
404         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
405         if (result)
406                 return result;
407         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
408         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
409         return result;
410 }
411 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
412
413 /**
414  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
415  * @bdev: The device to write the page to
416  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
417  * @page: The page to write
418  * @wbc: The writeback_control for the write
419  *
420  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
421  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
422  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
423  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
424  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
425  *
426  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
427  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
428  * than propagate an error back up the stack.
429  *
430  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
431  */
432 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
433                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
434 {
435         int result;
436         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
437         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
438
439         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
440                 return -EOPNOTSUPP;
441         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
442         if (result)
443                 return result;
444
445         set_page_writeback(page);
446         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
447         if (result)
448                 end_page_writeback(page);
449         else
450                 unlock_page(page);
451         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
452         return result;
453 }
454 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
455
456 /**
457  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
458  * @bdev: The device containing the memory
459  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
460  *
461  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
462  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
463  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
464  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
465  * page tables.
466  *
467  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
468  * accessible at this address.
469  */
470 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
471 {
472         sector_t sector = dax->sector;
473         long avail, size = dax->size;
474         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
475
476         /*
477          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
478          * memory directly accessible.
479          */
480         might_sleep();
481
482         if (size < 0)
483                 return size;
484         if (!ops->direct_access)
485                 return -EOPNOTSUPP;
486         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
487                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
488                 return -ERANGE;
489         sector += get_start_sect(bdev);
490         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
491                 return -EINVAL;
492         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn);
493         if (!avail)
494                 return -ERANGE;
495         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
496                 return -ENXIO;
497         return min(avail, size);
498 }
499 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
500
501 /*
502  * pseudo-fs
503  */
504
505 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
506 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
507
508 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
509 {
510         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
511         if (!ei)
512                 return NULL;
513         return &ei->vfs_inode;
514 }
515
516 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
517 {
518         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
519         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
520
521         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
522 }
523
524 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
525 {
526         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
527 }
528
529 static void init_once(void *foo)
530 {
531         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
532         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
533
534         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
535         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
536         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
537         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
538 #ifdef CONFIG_SYSFS
539         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
540 #endif
541         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
542         /* Initialize mutex for freeze. */
543         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
544 }
545
546 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
547 {
548         list_del_init(&inode->i_devices);
549         inode->i_bdev = NULL;
550         inode->i_mapping = &inode->i_data;
551 }
552
553 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
554 {
555         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
556         struct list_head *p;
557         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
558         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
559         clear_inode(inode);
560         spin_lock(&bdev_lock);
561         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
562                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
563         }
564         list_del_init(&bdev->bd_list);
565         spin_unlock(&bdev_lock);
566 }
567
568 static const struct super_operations bdev_sops = {
569         .statfs = simple_statfs,
570         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
571         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
572         .drop_inode = generic_delete_inode,
573         .evict_inode = bdev_evict_inode,
574 };
575
576 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
577         int flags, const char *dev_name, void *data)
578 {
579         struct dentry *dent;
580         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
581         if (dent)
582                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
583         return dent;
584 }
585
586 static struct file_system_type bd_type = {
587         .name           = "bdev",
588         .mount          = bd_mount,
589         .kill_sb        = kill_anon_super,
590 };
591
592 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
593 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
594
595 void __init bdev_cache_init(void)
596 {
597         int err;
598         static struct vfsmount *bd_mnt;
599
600         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
601                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
602                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
603                         init_once);
604         err = register_filesystem(&bd_type);
605         if (err)
606                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
607         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
608         if (IS_ERR(bd_mnt))
609                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
610         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
611 }
612
613 /*
614  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
615  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
616  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
617  */
618 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
619 {
620         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
621 }
622
623 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
624 {
625         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
626 }
627
628 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
629 {
630         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
631         return 0;
632 }
633
634 static LIST_HEAD(all_bdevs);
635
636 struct block_device *bdget(dev_t dev)
637 {
638         struct block_device *bdev;
639         struct inode *inode;
640
641         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
642                         bdev_test, bdev_set, &dev);
643
644         if (!inode)
645                 return NULL;
646
647         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
648
649         if (inode->i_state & I_NEW) {
650                 bdev->bd_contains = NULL;
651                 bdev->bd_super = NULL;
652                 bdev->bd_inode = inode;
653                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
654                 bdev->bd_part_count = 0;
655                 bdev->bd_invalidated = 0;
656                 inode->i_mode = S_IFBLK;
657                 inode->i_rdev = dev;
658                 inode->i_bdev = bdev;
659                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
660                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
661                 spin_lock(&bdev_lock);
662                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
663                 spin_unlock(&bdev_lock);
664                 unlock_new_inode(inode);
665         }
666         return bdev;
667 }
668
669 EXPORT_SYMBOL(bdget);
670
671 /**
672  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
673  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
674  */
675 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
676 {
677         ihold(bdev->bd_inode);
678         return bdev;
679 }
680 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
681
682 long nr_blockdev_pages(void)
683 {
684         struct block_device *bdev;
685         long ret = 0;
686         spin_lock(&bdev_lock);
687         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
688                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
689         }
690         spin_unlock(&bdev_lock);
691         return ret;
692 }
693
694 void bdput(struct block_device *bdev)
695 {
696         iput(bdev->bd_inode);
697 }
698
699 EXPORT_SYMBOL(bdput);
700  
701 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
702 {
703         struct block_device *bdev;
704
705         spin_lock(&bdev_lock);
706         bdev = inode->i_bdev;
707         if (bdev) {
708                 bdgrab(bdev);
709                 spin_unlock(&bdev_lock);
710                 return bdev;
711         }
712         spin_unlock(&bdev_lock);
713
714         bdev = bdget(inode->i_rdev);
715         if (bdev) {
716                 spin_lock(&bdev_lock);
717                 if (!inode->i_bdev) {
718                         /*
719                          * We take an additional reference to bd_inode,
720                          * and it's released in clear_inode() of inode.
721                          * So, we can access it via ->i_mapping always
722                          * without igrab().
723                          */
724                         bdgrab(bdev);
725                         inode->i_bdev = bdev;
726                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
727                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
728                 }
729                 spin_unlock(&bdev_lock);
730         }
731         return bdev;
732 }
733
734 /* Call when you free inode */
735
736 void bd_forget(struct inode *inode)
737 {
738         struct block_device *bdev = NULL;
739
740         spin_lock(&bdev_lock);
741         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
742                 bdev = inode->i_bdev;
743         __bd_forget(inode);
744         spin_unlock(&bdev_lock);
745
746         if (bdev)
747                 bdput(bdev);
748 }
749
750 /**
751  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
752  * @bdev: block device of interest
753  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
754  * @holder: holder trying to claim @bdev
755  *
756  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
757  *
758  * CONTEXT:
759  * spin_lock(&bdev_lock).
760  *
761  * RETURNS:
762  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
763  */
764 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
765                          void *holder)
766 {
767         if (bdev->bd_holder == holder)
768                 return true;     /* already a holder */
769         else if (bdev->bd_holder != NULL)
770                 return false;    /* held by someone else */
771         else if (bdev->bd_contains == bdev)
772                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
773
774         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
775                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
776         else if (whole->bd_holder != NULL)
777                 return false;    /* is a partition of a held device */
778         else
779                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
780 }
781
782 /**
783  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
784  * @bdev: block device of interest
785  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
786  * @holder: holder trying to claim @bdev
787  *
788  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
789  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
790  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
791  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
792  *
793  * CONTEXT:
794  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
795  * it multiple times.
796  *
797  * RETURNS:
798  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
799  */
800 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
801                                struct block_device *whole, void *holder)
802 {
803 retry:
804         /* if someone else claimed, fail */
805         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
806                 return -EBUSY;
807
808         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
809         if (whole->bd_claiming) {
810                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
811                 DEFINE_WAIT(wait);
812
813                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
814                 spin_unlock(&bdev_lock);
815                 schedule();
816                 finish_wait(wq, &wait);
817                 spin_lock(&bdev_lock);
818                 goto retry;
819         }
820
821         /* yay, all mine */
822         return 0;
823 }
824
825 /**
826  * bd_start_claiming - start claiming a block device
827  * @bdev: block device of interest
828  * @holder: holder trying to claim @bdev
829  *
830  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
831  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
832  * successful call to this function must be matched with a call to
833  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
834  * fail).
835  *
836  * This function is used to gain exclusive access to the block device
837  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
838  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
839  * access but may subsequently fail.
840  *
841  * CONTEXT:
842  * Might sleep.
843  *
844  * RETURNS:
845  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
846  * value on failure.
847  */
848 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
849                                               void *holder)
850 {
851         struct gendisk *disk;
852         struct block_device *whole;
853         int partno, err;
854
855         might_sleep();
856
857         /*
858          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
859          * and grab the outer block device the hard way.
860          */
861         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
862         if (!disk)
863                 return ERR_PTR(-ENXIO);
864
865         /*
866          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
867          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
868          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
869          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
870          * tracking is broken for those devices but it has always been that
871          * way.
872          */
873         if (partno)
874                 whole = bdget_disk(disk, 0);
875         else
876                 whole = bdgrab(bdev);
877
878         module_put(disk->fops->owner);
879         put_disk(disk);
880         if (!whole)
881                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
882
883         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
884         spin_lock(&bdev_lock);
885
886         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
887         if (err == 0) {
888                 whole->bd_claiming = holder;
889                 spin_unlock(&bdev_lock);
890                 return whole;
891         } else {
892                 spin_unlock(&bdev_lock);
893                 bdput(whole);
894                 return ERR_PTR(err);
895         }
896 }
897
898 #ifdef CONFIG_SYSFS
899 struct bd_holder_disk {
900         struct list_head        list;
901         struct gendisk          *disk;
902         int                     refcnt;
903 };
904
905 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
906                                                   struct gendisk *disk)
907 {
908         struct bd_holder_disk *holder;
909
910         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
911                 if (holder->disk == disk)
912                         return holder;
913         return NULL;
914 }
915
916 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
917 {
918         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
919 }
920
921 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
922 {
923         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
924 }
925
926 /**
927  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
928  * @bdev: the claimed slave bdev
929  * @disk: the holding disk
930  *
931  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
932  *
933  * This functions creates the following sysfs symlinks.
934  *
935  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
936  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
937  *
938  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
939  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
940  *
941  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
942  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
943  *
944  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
945  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
946  * lifetime of these symlinks.
947  *
948  * CONTEXT:
949  * Might sleep.
950  *
951  * RETURNS:
952  * 0 on success, -errno on failure.
953  */
954 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
955 {
956         struct bd_holder_disk *holder;
957         int ret = 0;
958
959         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
960
961         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
962
963         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
964         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
965                 goto out_unlock;
966
967         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
968         if (holder) {
969                 holder->refcnt++;
970                 goto out_unlock;
971         }
972
973         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
974         if (!holder) {
975                 ret = -ENOMEM;
976                 goto out_unlock;
977         }
978
979         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
980         holder->disk = disk;
981         holder->refcnt = 1;
982
983         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
984         if (ret)
985                 goto out_free;
986
987         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
988         if (ret)
989                 goto out_del;
990         /*
991          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
992          * the holder directory.  Hold on to it.
993          */
994         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
995
996         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
997         goto out_unlock;
998
999 out_del:
1000         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1001 out_free:
1002         kfree(holder);
1003 out_unlock:
1004         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1005         return ret;
1006 }
1007 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1008
1009 /**
1010  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1011  * @bdev: the calimed slave bdev
1012  * @disk: the holding disk
1013  *
1014  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1015  *
1016  * CONTEXT:
1017  * Might sleep.
1018  */
1019 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1020 {
1021         struct bd_holder_disk *holder;
1022
1023         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1024
1025         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1026
1027         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1028                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1029                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1030                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1031                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1032                 list_del_init(&holder->list);
1033                 kfree(holder);
1034         }
1035
1036         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1037 }
1038 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1039 #endif
1040
1041 /**
1042  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1043  *
1044  * @bdev:      struct block device to be flushed
1045  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1046  *
1047  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1048  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1049  * resize.
1050  */
1051 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1052 {
1053         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1054                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1055                        "resized disk %s\n",
1056                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1057         }
1058
1059         if (!bdev->bd_disk)
1060                 return;
1061         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1062                 bdev->bd_invalidated = 1;
1063 }
1064
1065 /**
1066  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1067  * @disk: struct gendisk to check
1068  * @bdev: struct bdev to adjust.
1069  *
1070  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1071  * and adjusts it if it differs.
1072  */
1073 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1074 {
1075         loff_t disk_size, bdev_size;
1076
1077         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1078         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1079         if (disk_size != bdev_size) {
1080                 printk(KERN_INFO
1081                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1082                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1083                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1084                 flush_disk(bdev, false);
1085         }
1086 }
1087 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1088
1089 /**
1090  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1091  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1092  *
1093  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1094  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1095  * for all revalidate_disk operations.
1096  */
1097 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1098 {
1099         struct block_device *bdev;
1100         int ret = 0;
1101
1102         if (disk->fops->revalidate_disk)
1103                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1104         blk_integrity_revalidate(disk);
1105         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1106         if (!bdev)
1107                 return ret;
1108
1109         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1110         check_disk_size_change(disk, bdev);
1111         bdev->bd_invalidated = 0;
1112         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1113         bdput(bdev);
1114         return ret;
1115 }
1116 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1117
1118 /*
1119  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1120  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1121  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1122  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1123  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1124  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1125  * to lose :-)
1126  */
1127 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1128 {
1129         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1130         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1131         unsigned int events;
1132
1133         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1134                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1135         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1136                 return 0;
1137
1138         flush_disk(bdev, true);
1139         if (bdops->revalidate_disk)
1140                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1141         return 1;
1142 }
1143
1144 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1145
1146 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1147 {
1148         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1149
1150         inode_lock(bdev->bd_inode);
1151         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1152         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1153         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1154                 if (size & bsize)
1155                         break;
1156                 bsize <<= 1;
1157         }
1158         bdev->bd_block_size = bsize;
1159         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1160 }
1161 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1162
1163 static bool blkdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
1164 {
1165         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1166
1167         if (!disk->fops->direct_access || !IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
1168                 return false;
1169
1170         /*
1171          * If the partition is not aligned on a page boundary, we can't
1172          * do dax I/O to it.
1173          */
1174         if ((bdev->bd_part->start_sect % (PAGE_SIZE / 512))
1175                         || (bdev->bd_part->nr_sects % (PAGE_SIZE / 512)))
1176                 return false;
1177
1178         /*
1179          * If the device has known bad blocks, force all I/O through the
1180          * driver / page cache.
1181          *
1182          * TODO: support finer grained dax error handling
1183          */
1184         if (disk->bb && disk->bb->count)
1185                 return false;
1186
1187         return true;
1188 }
1189
1190 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1191
1192 /*
1193  * bd_mutex locking:
1194  *
1195  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1196  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1197  */
1198
1199 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1200 {
1201         struct gendisk *disk;
1202         struct module *owner;
1203         int ret;
1204         int partno;
1205         int perm = 0;
1206
1207         if (mode & FMODE_READ)
1208                 perm |= MAY_READ;
1209         if (mode & FMODE_WRITE)
1210                 perm |= MAY_WRITE;
1211         /*
1212          * hooks: /n/, see "layering violations".
1213          */
1214         if (!for_part) {
1215                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1216                 if (ret != 0) {
1217                         bdput(bdev);
1218                         return ret;
1219                 }
1220         }
1221
1222  restart:
1223
1224         ret = -ENXIO;
1225         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1226         if (!disk)
1227                 goto out;
1228         owner = disk->fops->owner;
1229
1230         disk_block_events(disk);
1231         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1232         if (!bdev->bd_openers) {
1233                 bdev->bd_disk = disk;
1234                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1235                 bdev->bd_contains = bdev;
1236                 if (IS_ENABLED(CONFIG_BLK_DEV_DAX) && disk->fops->direct_access)
1237                         bdev->bd_inode->i_flags = S_DAX;
1238                 else
1239                         bdev->bd_inode->i_flags = 0;
1240
1241                 if (!partno) {
1242                         ret = -ENXIO;
1243                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1244                         if (!bdev->bd_part)
1245                                 goto out_clear;
1246
1247                         ret = 0;
1248                         if (disk->fops->open) {
1249                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1250                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1251                                         /* Lost a race with 'disk' being
1252                                          * deleted, try again.
1253                                          * See md.c
1254                                          */
1255                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1256                                         bdev->bd_part = NULL;
1257                                         bdev->bd_disk = NULL;
1258                                         bdev->bd_queue = NULL;
1259                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1260                                         disk_unblock_events(disk);
1261                                         put_disk(disk);
1262                                         module_put(owner);
1263                                         goto restart;
1264                                 }
1265                         }
1266
1267                         if (!ret) {
1268                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1269                                 if (!blkdev_dax_capable(bdev))
1270                                         bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1271                         }
1272
1273                         /*
1274                          * If the device is invalidated, rescan partition
1275                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1276                          * The latter is necessary to prevent ghost
1277                          * partitions on a removed medium.
1278                          */
1279                         if (bdev->bd_invalidated) {
1280                                 if (!ret)
1281                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1282                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1283                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1284                         }
1285
1286                         if (ret)
1287                                 goto out_clear;
1288                 } else {
1289                         struct block_device *whole;
1290                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1291                         ret = -ENOMEM;
1292                         if (!whole)
1293                                 goto out_clear;
1294                         BUG_ON(for_part);
1295                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1296                         if (ret)
1297                                 goto out_clear;
1298                         bdev->bd_contains = whole;
1299                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1300                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1301                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1302                                 ret = -ENXIO;
1303                                 goto out_clear;
1304                         }
1305                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1306                         if (!blkdev_dax_capable(bdev))
1307                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1308                 }
1309         } else {
1310                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1311                         ret = 0;
1312                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1313                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1314                         /* the same as first opener case, read comment there */
1315                         if (bdev->bd_invalidated) {
1316                                 if (!ret)
1317                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1318                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1319                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1320                         }
1321                         if (ret)
1322                                 goto out_unlock_bdev;
1323                 }
1324                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1325                 put_disk(disk);
1326                 module_put(owner);
1327         }
1328         bdev->bd_openers++;
1329         if (for_part)
1330                 bdev->bd_part_count++;
1331         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1332         disk_unblock_events(disk);
1333         return 0;
1334
1335  out_clear:
1336         disk_put_part(bdev->bd_part);
1337         bdev->bd_disk = NULL;
1338         bdev->bd_part = NULL;
1339         bdev->bd_queue = NULL;
1340         if (bdev != bdev->bd_contains)
1341                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1342         bdev->bd_contains = NULL;
1343  out_unlock_bdev:
1344         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1345         disk_unblock_events(disk);
1346         put_disk(disk);
1347         module_put(owner);
1348  out:
1349         bdput(bdev);
1350
1351         return ret;
1352 }
1353
1354 /**
1355  * blkdev_get - open a block device
1356  * @bdev: block_device to open
1357  * @mode: FMODE_* mask
1358  * @holder: exclusive holder identifier
1359  *
1360  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1361  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1362  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1363  *
1364  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1365  * @bdev is put.
1366  *
1367  * CONTEXT:
1368  * Might sleep.
1369  *
1370  * RETURNS:
1371  * 0 on success, -errno on failure.
1372  */
1373 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1374 {
1375         struct block_device *whole = NULL;
1376         int res;
1377
1378         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1379
1380         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1381                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1382                 if (IS_ERR(whole)) {
1383                         bdput(bdev);
1384                         return PTR_ERR(whole);
1385                 }
1386         }
1387
1388         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1389
1390         if (whole) {
1391                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1392
1393                 /* finish claiming */
1394                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1395                 spin_lock(&bdev_lock);
1396
1397                 if (!res) {
1398                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1399                         /*
1400                          * Note that for a whole device bd_holders
1401                          * will be incremented twice, and bd_holder
1402                          * will be set to bd_may_claim before being
1403                          * set to holder
1404                          */
1405                         whole->bd_holders++;
1406                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1407                         bdev->bd_holders++;
1408                         bdev->bd_holder = holder;
1409                 }
1410
1411                 /* tell others that we're done */
1412                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1413                 whole->bd_claiming = NULL;
1414                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1415
1416                 spin_unlock(&bdev_lock);
1417
1418                 /*
1419                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1420                  * write holder makes the write_holder state stick until
1421                  * all are released.  This is good enough and tracking
1422                  * individual writeable reference is too fragile given the
1423                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1424                  */
1425                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1426                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1427                         bdev->bd_write_holder = true;
1428                         disk_block_events(disk);
1429                 }
1430
1431                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1432                 bdput(whole);
1433         }
1434
1435         return res;
1436 }
1437 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1438
1439 /**
1440  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1441  * @path: path to the block device to open
1442  * @mode: FMODE_* mask
1443  * @holder: exclusive holder identifier
1444  *
1445  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1446  * and @holder are identical to blkdev_get().
1447  *
1448  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1449  *
1450  * CONTEXT:
1451  * Might sleep.
1452  *
1453  * RETURNS:
1454  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1455  */
1456 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1457                                         void *holder)
1458 {
1459         struct block_device *bdev;
1460         int err;
1461
1462         bdev = lookup_bdev(path);
1463         if (IS_ERR(bdev))
1464                 return bdev;
1465
1466         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1467         if (err)
1468                 return ERR_PTR(err);
1469
1470         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1471                 blkdev_put(bdev, mode);
1472                 return ERR_PTR(-EACCES);
1473         }
1474
1475         return bdev;
1476 }
1477 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1478
1479 /**
1480  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1481  * @dev: device number of block device to open
1482  * @mode: FMODE_* mask
1483  * @holder: exclusive holder identifier
1484  *
1485  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1486  * @holder are identical to blkdev_get().
1487  *
1488  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1489  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1490  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1491  * ever need it - reconsider your API.
1492  *
1493  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1494  *
1495  * CONTEXT:
1496  * Might sleep.
1497  *
1498  * RETURNS:
1499  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1500  */
1501 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1502 {
1503         struct block_device *bdev;
1504         int err;
1505
1506         bdev = bdget(dev);
1507         if (!bdev)
1508                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1509
1510         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1511         if (err)
1512                 return ERR_PTR(err);
1513
1514         return bdev;
1515 }
1516 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1517
1518 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1519 {
1520         struct block_device *bdev;
1521
1522         /*
1523          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1524          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1525          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1526          * during an unstable branch.
1527          */
1528         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1529
1530         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1531                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1532         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1533                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1534         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1535                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1536
1537         bdev = bd_acquire(inode);
1538         if (bdev == NULL)
1539                 return -ENOMEM;
1540
1541         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1542
1543         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1544 }
1545
1546 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1547 {
1548         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1549         struct block_device *victim = NULL;
1550
1551         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1552         if (for_part)
1553                 bdev->bd_part_count--;
1554
1555         if (!--bdev->bd_openers) {
1556                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1557                 sync_blockdev(bdev);
1558                 kill_bdev(bdev);
1559
1560                 bdev_write_inode(bdev);
1561                 /*
1562                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1563                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1564                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1565                  */
1566                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1567         }
1568         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1569                 if (disk->fops->release)
1570                         disk->fops->release(disk, mode);
1571         }
1572         if (!bdev->bd_openers) {
1573                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1574
1575                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1576                 bdev->bd_part = NULL;
1577                 bdev->bd_disk = NULL;
1578                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1579                         victim = bdev->bd_contains;
1580                 bdev->bd_contains = NULL;
1581
1582                 put_disk(disk);
1583                 module_put(owner);
1584         }
1585         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1586         bdput(bdev);
1587         if (victim)
1588                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1589 }
1590
1591 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1592 {
1593         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1594
1595         if (mode & FMODE_EXCL) {
1596                 bool bdev_free;
1597
1598                 /*
1599                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1600                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1601                  * synchronize disk_holder unlinking.
1602                  */
1603                 spin_lock(&bdev_lock);
1604
1605                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1606                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1607
1608                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1609                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1610                         bdev->bd_holder = NULL;
1611                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1612                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1613
1614                 spin_unlock(&bdev_lock);
1615
1616                 /*
1617                  * If this was the last claim, remove holder link and
1618                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1619                  */
1620                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1621                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1622                         bdev->bd_write_holder = false;
1623                 }
1624         }
1625
1626         /*
1627          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1628          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1629          * from userland - e.g. eject(1).
1630          */
1631         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1632
1633         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1634
1635         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1636 }
1637 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1638
1639 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1640 {
1641         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1642         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1643         return 0;
1644 }
1645
1646 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1647 {
1648         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1649         fmode_t mode = file->f_mode;
1650
1651         /*
1652          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1653          * to updated it before every ioctl.
1654          */
1655         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1656                 mode |= FMODE_NDELAY;
1657         else
1658                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1659
1660         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1661 }
1662
1663 /*
1664  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1665  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1666  *
1667  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1668  * use.
1669  */
1670 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1671 {
1672         struct file *file = iocb->ki_filp;
1673         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1674         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1675         struct blk_plug plug;
1676         ssize_t ret;
1677
1678         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1679                 return -EPERM;
1680
1681         if (!iov_iter_count(from))
1682                 return 0;
1683
1684         if (iocb->ki_pos >= size)
1685                 return -ENOSPC;
1686
1687         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1688
1689         blk_start_plug(&plug);
1690         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1691         if (ret > 0)
1692                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1693         blk_finish_plug(&plug);
1694         return ret;
1695 }
1696 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1697
1698 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
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         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1704
1705         if (pos >= size)
1706                 return 0;
1707
1708         size -= pos;
1709         iov_iter_truncate(to, size);
1710         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1711 }
1712 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1713
1714 /*
1715  * Try to release a page associated with block device when the system
1716  * is under memory pressure.
1717  */
1718 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1719 {
1720         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1721
1722         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1723                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1724
1725         return try_to_free_buffers(page);
1726 }
1727
1728 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1729                              struct writeback_control *wbc)
1730 {
1731         if (dax_mapping(mapping)) {
1732                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1733
1734                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1735         }
1736         return generic_writepages(mapping, wbc);
1737 }
1738
1739 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1740         .readpage       = blkdev_readpage,
1741         .readpages      = blkdev_readpages,
1742         .writepage      = blkdev_writepage,
1743         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1744         .write_end      = blkdev_write_end,
1745         .writepages     = blkdev_writepages,
1746         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1747         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1748         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1749 };
1750
1751 const struct file_operations def_blk_fops = {
1752         .open           = blkdev_open,
1753         .release        = blkdev_close,
1754         .llseek         = block_llseek,
1755         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1756         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1757         .mmap           = generic_file_mmap,
1758         .fsync          = blkdev_fsync,
1759         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1760 #ifdef CONFIG_COMPAT
1761         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1762 #endif
1763         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1764         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1765 };
1766
1767 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1768 {
1769         int res;
1770         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1771         set_fs(KERNEL_DS);
1772         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1773         set_fs(old_fs);
1774         return res;
1775 }
1776
1777 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1778
1779 /**
1780  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1781  * @pathname:   special file representing the block device
1782  *
1783  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1784  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1785  * otherwise.
1786  */
1787 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1788 {
1789         struct block_device *bdev;
1790         struct inode *inode;
1791         struct path path;
1792         int error;
1793
1794         if (!pathname || !*pathname)
1795                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1796
1797         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1798         if (error)
1799                 return ERR_PTR(error);
1800
1801         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1802         error = -ENOTBLK;
1803         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1804                 goto fail;
1805         error = -EACCES;
1806         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1807                 goto fail;
1808         error = -ENOMEM;
1809         bdev = bd_acquire(inode);
1810         if (!bdev)
1811                 goto fail;
1812 out:
1813         path_put(&path);
1814         return bdev;
1815 fail:
1816         bdev = ERR_PTR(error);
1817         goto out;
1818 }
1819 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1820
1821 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1822 {
1823         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1824         int res = 0;
1825
1826         if (sb) {
1827                 /*
1828                  * no need to lock the super, get_super holds the
1829                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1830                  * under us (->put_super runs with the write lock
1831                  * hold).
1832                  */
1833                 shrink_dcache_sb(sb);
1834                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1835                 drop_super(sb);
1836         }
1837         invalidate_bdev(bdev);
1838         return res;
1839 }
1840 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1841
1842 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1843 {
1844         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1845
1846         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1847         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1848                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1849
1850                 spin_lock(&inode->i_lock);
1851                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1852                     mapping->nrpages == 0) {
1853                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1854                         continue;
1855                 }
1856                 __iget(inode);
1857                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1858                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1859                 /*
1860                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1861                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1862                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1863                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1864                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1865                  * later.
1866                  */
1867                 iput(old_inode);
1868                 old_inode = inode;
1869
1870                 func(I_BDEV(inode), arg);
1871
1872                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1873         }
1874         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1875         iput(old_inode);
1876 }