GNU Linux-libre 4.9.314-gnu1
[releases.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/magic.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/swap.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/mpage.h>
26 #include <linux/mount.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/namei.h>
29 #include <linux/log2.h>
30 #include <linux/cleancache.h>
31 #include <linux/dax.h>
32 #include <linux/badblocks.h>
33 #include <linux/falloc.h>
34 #include <asm/uaccess.h>
35 #include "internal.h"
36
37 struct bdev_inode {
38         struct block_device bdev;
39         struct inode vfs_inode;
40 };
41
42 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
43
44 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
45 {
46         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
47 }
48
49 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
50 {
51         return &BDEV_I(inode)->bdev;
52 }
53 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
54
55 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
56 {
57         struct va_format vaf;
58         va_list args;
59
60         va_start(args, fmt);
61         vaf.fmt = fmt;
62         vaf.va = &args;
63         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
64         va_end(args);
65 }
66
67 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
68 {
69         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
70         int ret;
71
72         spin_lock(&inode->i_lock);
73         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
74                 spin_unlock(&inode->i_lock);
75                 ret = write_inode_now(inode, true);
76                 if (ret) {
77                         char name[BDEVNAME_SIZE];
78                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
79                                             "for block device %s (err=%d).\n",
80                                             bdevname(bdev, name), ret);
81                 }
82                 spin_lock(&inode->i_lock);
83         }
84         spin_unlock(&inode->i_lock);
85 }
86
87 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
88 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
89 {
90         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
91
92         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
93                 return;
94
95         invalidate_bh_lrus();
96         truncate_inode_pages(mapping, 0);
97 }       
98 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
99
100 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
101 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
102 {
103         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
104
105         if (mapping->nrpages) {
106                 invalidate_bh_lrus();
107                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
108                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
109         }
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 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
118 {
119         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
120         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
121
122         while (bsize < PAGE_SIZE) {
123                 if (size & bsize)
124                         break;
125                 bsize <<= 1;
126         }
127         bdev->bd_block_size = bsize;
128         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
129 }
130
131 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
132 {
133         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
134         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
135                 return -EINVAL;
136
137         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
138         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
139                 return -EINVAL;
140
141         /* Don't change the size if it is same as current */
142         if (bdev->bd_block_size != size) {
143                 sync_blockdev(bdev);
144                 bdev->bd_block_size = size;
145                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
146                 kill_bdev(bdev);
147         }
148         return 0;
149 }
150
151 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
152
153 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
154 {
155         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
156                 return 0;
157         /* If we get here, we know size is power of two
158          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
159         sb->s_blocksize = size;
160         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
161         return sb->s_blocksize;
162 }
163
164 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
165
166 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
167 {
168         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
169         if (size < minsize)
170                 size = minsize;
171         return sb_set_blocksize(sb, size);
172 }
173
174 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
175
176 static int
177 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
178                 struct buffer_head *bh, int create)
179 {
180         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
181         bh->b_blocknr = iblock;
182         set_buffer_mapped(bh);
183         return 0;
184 }
185
186 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
187 {
188         return file->f_mapping->host;
189 }
190
191 static ssize_t
192 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
193 {
194         struct file *file = iocb->ki_filp;
195         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
196
197         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
198                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
199                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
200 }
201
202 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
203 {
204         if (!bdev)
205                 return 0;
206         if (!wait)
207                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
208         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
209 }
210
211 /*
212  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
213  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
214  */
215 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
216 {
217         return __sync_blockdev(bdev, 1);
218 }
219 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
220
221 /*
222  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
223  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
224  * device.  Takes the superblock lock.
225  */
226 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
227 {
228         struct super_block *sb = get_super(bdev);
229         if (sb) {
230                 int res = sync_filesystem(sb);
231                 drop_super(sb);
232                 return res;
233         }
234         return sync_blockdev(bdev);
235 }
236 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
237
238 /**
239  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
240  * @bdev:       blockdevice to lock
241  *
242  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
243  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
244  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
245  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
246  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
247  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
248  * actually.
249  */
250 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
251 {
252         struct super_block *sb;
253         int error = 0;
254
255         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
256         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
257                 /*
258                  * We don't even need to grab a reference - the first call
259                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
260                  * thaw_bdev drops it.
261                  */
262                 sb = get_super(bdev);
263                 if (sb)
264                         drop_super(sb);
265                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
266                 return sb;
267         }
268
269         sb = get_active_super(bdev);
270         if (!sb)
271                 goto out;
272         if (sb->s_op->freeze_super)
273                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
274         else
275                 error = freeze_super(sb);
276         if (error) {
277                 deactivate_super(sb);
278                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
279                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
280                 return ERR_PTR(error);
281         }
282         deactivate_super(sb);
283  out:
284         sync_blockdev(bdev);
285         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
286         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
287 }
288 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
289
290 /**
291  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
292  * @bdev:       blockdevice to unlock
293  * @sb:         associated superblock
294  *
295  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
296  */
297 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
298 {
299         int error = -EINVAL;
300
301         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
302         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
303                 goto out;
304
305         error = 0;
306         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
307                 goto out;
308
309         if (!sb)
310                 goto out;
311
312         if (sb->s_op->thaw_super)
313                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
314         else
315                 error = thaw_super(sb);
316         if (error)
317                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
318 out:
319         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
320         return error;
321 }
322 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
323
324 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
325 {
326         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
327 }
328
329 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
330 {
331         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
332 }
333
334 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
335                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
336 {
337         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
338 }
339
340 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
341                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
342                         struct page **pagep, void **fsdata)
343 {
344         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
345                                  blkdev_get_block);
346 }
347
348 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
349                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
350                         struct page *page, void *fsdata)
351 {
352         int ret;
353         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
354
355         unlock_page(page);
356         put_page(page);
357
358         return ret;
359 }
360
361 /*
362  * private llseek:
363  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
364  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
365  */
366 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
367 {
368         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
369         loff_t retval;
370
371         inode_lock(bd_inode);
372         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
373         inode_unlock(bd_inode);
374         return retval;
375 }
376         
377 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
378 {
379         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
380         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
381         int error;
382         
383         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
384         if (error)
385                 return error;
386
387         /*
388          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
389          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
390          * O_SYNC writers to a block device.
391          */
392         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
393         if (error == -EOPNOTSUPP)
394                 error = 0;
395
396         return error;
397 }
398 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
399
400 /**
401  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
402  * @bdev: The device to read the page from
403  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
404  * @page: The page to read
405  *
406  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
407  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
408  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
409  *
410  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
411  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
412  * than propagate an error back up the stack.
413  *
414  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
415  */
416 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
417                         struct page *page)
418 {
419         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
420         int result = -EOPNOTSUPP;
421
422         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
423                 return result;
424
425         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
426         if (result)
427                 return result;
428         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
429         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
430         return result;
431 }
432 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
433
434 /**
435  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
436  * @bdev: The device to write the page to
437  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
438  * @page: The page to write
439  * @wbc: The writeback_control for the write
440  *
441  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
442  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
443  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
444  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
445  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
446  *
447  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
448  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
449  * than propagate an error back up the stack.
450  *
451  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
452  */
453 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
454                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
455 {
456         int result;
457         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
458
459         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
460                 return -EOPNOTSUPP;
461         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
462         if (result)
463                 return result;
464
465         set_page_writeback(page);
466         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
467         if (result) {
468                 end_page_writeback(page);
469         } else {
470                 clean_page_buffers(page);
471                 unlock_page(page);
472         }
473         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
474         return result;
475 }
476 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
477
478 /**
479  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
480  * @bdev: The device containing the memory
481  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
482  *
483  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
484  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
485  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
486  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
487  * page tables.
488  *
489  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
490  * accessible at this address.
491  */
492 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
493 {
494         sector_t sector = dax->sector;
495         long avail, size = dax->size;
496         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
497
498         /*
499          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
500          * memory directly accessible.
501          */
502         might_sleep();
503
504         if (size < 0)
505                 return size;
506         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
507                 return -EOPNOTSUPP;
508         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
509                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
510                 return -ERANGE;
511         sector += get_start_sect(bdev);
512         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
513                 return -EINVAL;
514         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
515         if (!avail)
516                 return -ERANGE;
517         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
518                 return -ENXIO;
519         return min(avail, size);
520 }
521 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
522
523 /**
524  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
525  * @sb: The superblock of the device
526  * @blocksize: The block size of the device
527  *
528  * This is a library function for filesystems to check if the block device
529  * can be mounted with dax option.
530  *
531  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
532  */
533 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
534 {
535         struct blk_dax_ctl dax = {
536                 .sector = 0,
537                 .size = PAGE_SIZE,
538         };
539         int err;
540
541         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
542                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
543                 return -EINVAL;
544         }
545
546         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
547         if (err < 0) {
548                 switch (err) {
549                 case -EOPNOTSUPP:
550                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
551                                 "error: device does not support dax");
552                         break;
553                 case -EINVAL:
554                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
555                                 "error: unaligned partition for dax");
556                         break;
557                 default:
558                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
559                                 "error: dax access failed (%d)", err);
560                 }
561                 return err;
562         }
563
564         return 0;
565 }
566 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
567
568 /**
569  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
570  * @bdev: The device for raw block device access
571  */
572 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
573 {
574         struct blk_dax_ctl dax = {
575                 .size = PAGE_SIZE,
576         };
577
578         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
579                 return false;
580
581         dax.sector = 0;
582         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
583                 return false;
584
585         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
586         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
587                 return false;
588
589         return true;
590 }
591
592 /*
593  * pseudo-fs
594  */
595
596 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
597 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
598
599 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
600 {
601         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
602         if (!ei)
603                 return NULL;
604         return &ei->vfs_inode;
605 }
606
607 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
608 {
609         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
610         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
611
612         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
613 }
614
615 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
616 {
617         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
618 }
619
620 static void init_once(void *foo)
621 {
622         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
623         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
624
625         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
626         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
627         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
628 #ifdef CONFIG_SYSFS
629         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
630 #endif
631         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
632         /* Initialize mutex for freeze. */
633         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
634 }
635
636 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
637 {
638         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
639         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
640         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
641         clear_inode(inode);
642         spin_lock(&bdev_lock);
643         list_del_init(&bdev->bd_list);
644         spin_unlock(&bdev_lock);
645 }
646
647 static const struct super_operations bdev_sops = {
648         .statfs = simple_statfs,
649         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
650         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
651         .drop_inode = generic_delete_inode,
652         .evict_inode = bdev_evict_inode,
653 };
654
655 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
656         int flags, const char *dev_name, void *data)
657 {
658         struct dentry *dent;
659         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
660         if (!IS_ERR(dent))
661                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
662         return dent;
663 }
664
665 static struct file_system_type bd_type = {
666         .name           = "bdev",
667         .mount          = bd_mount,
668         .kill_sb        = kill_anon_super,
669 };
670
671 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
672 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
673
674 void __init bdev_cache_init(void)
675 {
676         int err;
677         static struct vfsmount *bd_mnt;
678
679         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
680                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
681                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
682                         init_once);
683         err = register_filesystem(&bd_type);
684         if (err)
685                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
686         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
687         if (IS_ERR(bd_mnt))
688                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
689         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
690 }
691
692 /*
693  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
694  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
695  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
696  */
697 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
698 {
699         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
700 }
701
702 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
703 {
704         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
705 }
706
707 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
708 {
709         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
710         return 0;
711 }
712
713 static LIST_HEAD(all_bdevs);
714
715 struct block_device *bdget(dev_t dev)
716 {
717         struct block_device *bdev;
718         struct inode *inode;
719
720         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
721                         bdev_test, bdev_set, &dev);
722
723         if (!inode)
724                 return NULL;
725
726         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
727
728         if (inode->i_state & I_NEW) {
729                 bdev->bd_contains = NULL;
730                 bdev->bd_super = NULL;
731                 bdev->bd_inode = inode;
732                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
733                 bdev->bd_part_count = 0;
734                 bdev->bd_invalidated = 0;
735                 inode->i_mode = S_IFBLK;
736                 inode->i_rdev = dev;
737                 inode->i_bdev = bdev;
738                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
739                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
740                 spin_lock(&bdev_lock);
741                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
742                 spin_unlock(&bdev_lock);
743                 unlock_new_inode(inode);
744         }
745         return bdev;
746 }
747
748 EXPORT_SYMBOL(bdget);
749
750 /**
751  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
752  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
753  */
754 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
755 {
756         ihold(bdev->bd_inode);
757         return bdev;
758 }
759 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
760
761 long nr_blockdev_pages(void)
762 {
763         struct block_device *bdev;
764         long ret = 0;
765         spin_lock(&bdev_lock);
766         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
767                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
768         }
769         spin_unlock(&bdev_lock);
770         return ret;
771 }
772
773 void bdput(struct block_device *bdev)
774 {
775         iput(bdev->bd_inode);
776 }
777
778 EXPORT_SYMBOL(bdput);
779  
780 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
781 {
782         struct block_device *bdev;
783
784         spin_lock(&bdev_lock);
785         bdev = inode->i_bdev;
786         if (bdev) {
787                 bdgrab(bdev);
788                 spin_unlock(&bdev_lock);
789                 return bdev;
790         }
791         spin_unlock(&bdev_lock);
792
793         bdev = bdget(inode->i_rdev);
794         if (bdev) {
795                 spin_lock(&bdev_lock);
796                 if (!inode->i_bdev) {
797                         /*
798                          * We take an additional reference to bd_inode,
799                          * and it's released in clear_inode() of inode.
800                          * So, we can access it via ->i_mapping always
801                          * without igrab().
802                          */
803                         bdgrab(bdev);
804                         inode->i_bdev = bdev;
805                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
806                 }
807                 spin_unlock(&bdev_lock);
808         }
809         return bdev;
810 }
811
812 /* Call when you free inode */
813
814 void bd_forget(struct inode *inode)
815 {
816         struct block_device *bdev = NULL;
817
818         spin_lock(&bdev_lock);
819         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
820                 bdev = inode->i_bdev;
821         inode->i_bdev = NULL;
822         inode->i_mapping = &inode->i_data;
823         spin_unlock(&bdev_lock);
824
825         if (bdev)
826                 bdput(bdev);
827 }
828
829 /**
830  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
831  * @bdev: block device of interest
832  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
833  * @holder: holder trying to claim @bdev
834  *
835  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
836  *
837  * CONTEXT:
838  * spin_lock(&bdev_lock).
839  *
840  * RETURNS:
841  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
842  */
843 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
844                          void *holder)
845 {
846         if (bdev->bd_holder == holder)
847                 return true;     /* already a holder */
848         else if (bdev->bd_holder != NULL)
849                 return false;    /* held by someone else */
850         else if (whole == bdev)
851                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
852
853         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
854                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
855         else if (whole->bd_holder != NULL)
856                 return false;    /* is a partition of a held device */
857         else
858                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
859 }
860
861 /**
862  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
863  * @bdev: block device of interest
864  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
865  * @holder: holder trying to claim @bdev
866  *
867  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
868  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
869  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
870  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
871  *
872  * CONTEXT:
873  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
874  * it multiple times.
875  *
876  * RETURNS:
877  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
878  */
879 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
880                                struct block_device *whole, void *holder)
881 {
882 retry:
883         /* if someone else claimed, fail */
884         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
885                 return -EBUSY;
886
887         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
888         if (whole->bd_claiming) {
889                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
890                 DEFINE_WAIT(wait);
891
892                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
893                 spin_unlock(&bdev_lock);
894                 schedule();
895                 finish_wait(wq, &wait);
896                 spin_lock(&bdev_lock);
897                 goto retry;
898         }
899
900         /* yay, all mine */
901         return 0;
902 }
903
904 /**
905  * bd_start_claiming - start claiming a block device
906  * @bdev: block device of interest
907  * @holder: holder trying to claim @bdev
908  *
909  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
910  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
911  * successful call to this function must be matched with a call to
912  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
913  * fail).
914  *
915  * This function is used to gain exclusive access to the block device
916  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
917  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
918  * access but may subsequently fail.
919  *
920  * CONTEXT:
921  * Might sleep.
922  *
923  * RETURNS:
924  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
925  * value on failure.
926  */
927 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
928                                               void *holder)
929 {
930         struct gendisk *disk;
931         struct block_device *whole;
932         int partno, err;
933
934         might_sleep();
935
936         /*
937          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
938          * and grab the outer block device the hard way.
939          */
940         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
941         if (!disk)
942                 return ERR_PTR(-ENXIO);
943
944         /*
945          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
946          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
947          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
948          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
949          * tracking is broken for those devices but it has always been that
950          * way.
951          */
952         if (partno)
953                 whole = bdget_disk(disk, 0);
954         else
955                 whole = bdgrab(bdev);
956
957         module_put(disk->fops->owner);
958         put_disk(disk);
959         if (!whole)
960                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
961
962         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
963         spin_lock(&bdev_lock);
964
965         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
966         if (err == 0) {
967                 whole->bd_claiming = holder;
968                 spin_unlock(&bdev_lock);
969                 return whole;
970         } else {
971                 spin_unlock(&bdev_lock);
972                 bdput(whole);
973                 return ERR_PTR(err);
974         }
975 }
976
977 #ifdef CONFIG_SYSFS
978 struct bd_holder_disk {
979         struct list_head        list;
980         struct gendisk          *disk;
981         int                     refcnt;
982 };
983
984 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
985                                                   struct gendisk *disk)
986 {
987         struct bd_holder_disk *holder;
988
989         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
990                 if (holder->disk == disk)
991                         return holder;
992         return NULL;
993 }
994
995 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
996 {
997         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
998 }
999
1000 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1001 {
1002         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1003 }
1004
1005 /**
1006  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1007  * @bdev: the claimed slave bdev
1008  * @disk: the holding disk
1009  *
1010  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1011  *
1012  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1013  *
1014  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1015  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1016  *
1017  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1018  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1019  *
1020  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1021  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1022  *
1023  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1024  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1025  * lifetime of these symlinks.
1026  *
1027  * CONTEXT:
1028  * Might sleep.
1029  *
1030  * RETURNS:
1031  * 0 on success, -errno on failure.
1032  */
1033 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1034 {
1035         struct bd_holder_disk *holder;
1036         int ret = 0;
1037
1038         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1039
1040         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1041
1042         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1043         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1044                 goto out_unlock;
1045
1046         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1047         if (holder) {
1048                 holder->refcnt++;
1049                 goto out_unlock;
1050         }
1051
1052         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1053         if (!holder) {
1054                 ret = -ENOMEM;
1055                 goto out_unlock;
1056         }
1057
1058         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1059         holder->disk = disk;
1060         holder->refcnt = 1;
1061
1062         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1063         if (ret)
1064                 goto out_free;
1065
1066         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1067         if (ret)
1068                 goto out_del;
1069         /*
1070          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1071          * the holder directory.  Hold on to it.
1072          */
1073         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1074
1075         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1076         goto out_unlock;
1077
1078 out_del:
1079         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1080 out_free:
1081         kfree(holder);
1082 out_unlock:
1083         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1084         return ret;
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1087
1088 /**
1089  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1090  * @bdev: the calimed slave bdev
1091  * @disk: the holding disk
1092  *
1093  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1094  *
1095  * CONTEXT:
1096  * Might sleep.
1097  */
1098 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1099 {
1100         struct bd_holder_disk *holder;
1101
1102         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1103
1104         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1105
1106         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1107                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1108                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1109                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1110                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1111                 list_del_init(&holder->list);
1112                 kfree(holder);
1113         }
1114
1115         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1118 #endif
1119
1120 /**
1121  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1122  *
1123  * @bdev:      struct block device to be flushed
1124  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1125  *
1126  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1127  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1128  * resize.
1129  */
1130 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1131 {
1132         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1133                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1134                        "resized disk %s\n",
1135                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1136         }
1137
1138         if (!bdev->bd_disk)
1139                 return;
1140         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1141                 bdev->bd_invalidated = 1;
1142 }
1143
1144 /**
1145  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1146  * @disk: struct gendisk to check
1147  * @bdev: struct bdev to adjust.
1148  *
1149  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1150  * and adjusts it if it differs.
1151  */
1152 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1153 {
1154         loff_t disk_size, bdev_size;
1155
1156         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1157         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1158         if (disk_size != bdev_size) {
1159                 printk(KERN_INFO
1160                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1161                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1162                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1163                 flush_disk(bdev, false);
1164         }
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1167
1168 /**
1169  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1170  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1171  *
1172  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1173  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1174  * for all revalidate_disk operations.
1175  */
1176 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1177 {
1178         struct block_device *bdev;
1179         int ret = 0;
1180
1181         if (disk->fops->revalidate_disk)
1182                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1183         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1184         if (!bdev)
1185                 return ret;
1186
1187         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1188         check_disk_size_change(disk, bdev);
1189         bdev->bd_invalidated = 0;
1190         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1191         bdput(bdev);
1192         return ret;
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1195
1196 /*
1197  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1198  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1199  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1200  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1201  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1202  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1203  * to lose :-)
1204  */
1205 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1206 {
1207         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1208         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1209         unsigned int events;
1210
1211         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1212                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1213         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1214                 return 0;
1215
1216         flush_disk(bdev, true);
1217         if (bdops->revalidate_disk)
1218                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1219         return 1;
1220 }
1221
1222 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1223
1224 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1225 {
1226         inode_lock(bdev->bd_inode);
1227         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1228         inode_unlock(bdev->bd_inode);
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                         return ret;
1260         }
1261
1262  restart:
1263
1264         ret = -ENXIO;
1265         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1266         if (!disk)
1267                 goto out;
1268         owner = disk->fops->owner;
1269
1270         disk_block_events(disk);
1271         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1272         if (!bdev->bd_openers) {
1273                 bdev->bd_disk = disk;
1274                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1275                 bdev->bd_contains = bdev;
1276
1277                 if (!partno) {
1278                         ret = -ENXIO;
1279                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1280                         if (!bdev->bd_part)
1281                                 goto out_clear;
1282
1283                         ret = 0;
1284                         if (disk->fops->open) {
1285                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1286                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1287                                         /* Lost a race with 'disk' being
1288                                          * deleted, try again.
1289                                          * See md.c
1290                                          */
1291                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1292                                         bdev->bd_part = NULL;
1293                                         bdev->bd_disk = NULL;
1294                                         bdev->bd_queue = NULL;
1295                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1296                                         disk_unblock_events(disk);
1297                                         put_disk(disk);
1298                                         module_put(owner);
1299                                         goto restart;
1300                                 }
1301                         }
1302
1303                         if (!ret) {
1304                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1305                                 set_init_blocksize(bdev);
1306                         }
1307
1308                         /*
1309                          * If the device is invalidated, rescan partition
1310                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1311                          * The latter is necessary to prevent ghost
1312                          * partitions on a removed medium.
1313                          */
1314                         if (bdev->bd_invalidated) {
1315                                 if (!ret)
1316                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1317                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1318                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1319                         }
1320
1321                         if (ret)
1322                                 goto out_clear;
1323                 } else {
1324                         struct block_device *whole;
1325                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1326                         ret = -ENOMEM;
1327                         if (!whole)
1328                                 goto out_clear;
1329                         BUG_ON(for_part);
1330                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1331                         if (ret) {
1332                                 bdput(whole);
1333                                 goto out_clear;
1334                         }
1335                         bdev->bd_contains = whole;
1336                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1337                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1338                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1339                                 ret = -ENXIO;
1340                                 goto out_clear;
1341                         }
1342                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1343                         set_init_blocksize(bdev);
1344                 }
1345         } else {
1346                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1347                         ret = 0;
1348                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1349                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1350                         /* the same as first opener case, read comment there */
1351                         if (bdev->bd_invalidated) {
1352                                 if (!ret)
1353                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1354                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1355                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1356                         }
1357                         if (ret)
1358                                 goto out_unlock_bdev;
1359                 }
1360                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1361                 put_disk(disk);
1362                 module_put(owner);
1363         }
1364         bdev->bd_openers++;
1365         if (for_part)
1366                 bdev->bd_part_count++;
1367         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1368         disk_unblock_events(disk);
1369         return 0;
1370
1371  out_clear:
1372         disk_put_part(bdev->bd_part);
1373         bdev->bd_disk = NULL;
1374         bdev->bd_part = NULL;
1375         bdev->bd_queue = NULL;
1376         if (bdev != bdev->bd_contains)
1377                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1378         bdev->bd_contains = NULL;
1379  out_unlock_bdev:
1380         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1381         disk_unblock_events(disk);
1382         put_disk(disk);
1383         module_put(owner);
1384  out:
1385
1386         return ret;
1387 }
1388
1389 /**
1390  * blkdev_get - open a block device
1391  * @bdev: block_device to open
1392  * @mode: FMODE_* mask
1393  * @holder: exclusive holder identifier
1394  *
1395  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1396  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1397  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1398  *
1399  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1400  * @bdev is put.
1401  *
1402  * CONTEXT:
1403  * Might sleep.
1404  *
1405  * RETURNS:
1406  * 0 on success, -errno on failure.
1407  */
1408 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1409 {
1410         struct block_device *whole = NULL;
1411         int res;
1412
1413         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1414
1415         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1416                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1417                 if (IS_ERR(whole)) {
1418                         bdput(bdev);
1419                         return PTR_ERR(whole);
1420                 }
1421         }
1422
1423         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1424
1425         if (whole) {
1426                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1427
1428                 /* finish claiming */
1429                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1430                 spin_lock(&bdev_lock);
1431
1432                 if (!res) {
1433                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1434                         /*
1435                          * Note that for a whole device bd_holders
1436                          * will be incremented twice, and bd_holder
1437                          * will be set to bd_may_claim before being
1438                          * set to holder
1439                          */
1440                         whole->bd_holders++;
1441                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1442                         bdev->bd_holders++;
1443                         bdev->bd_holder = holder;
1444                 }
1445
1446                 /* tell others that we're done */
1447                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1448                 whole->bd_claiming = NULL;
1449                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1450
1451                 spin_unlock(&bdev_lock);
1452
1453                 /*
1454                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1455                  * write holder makes the write_holder state stick until
1456                  * all are released.  This is good enough and tracking
1457                  * individual writeable reference is too fragile given the
1458                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1459                  */
1460                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1461                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1462                         bdev->bd_write_holder = true;
1463                         disk_block_events(disk);
1464                 }
1465
1466                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1467                 bdput(whole);
1468         }
1469
1470         if (res)
1471                 bdput(bdev);
1472
1473         return res;
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1476
1477 /**
1478  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1479  * @path: path to the block device to open
1480  * @mode: FMODE_* mask
1481  * @holder: exclusive holder identifier
1482  *
1483  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1484  * and @holder are identical to blkdev_get().
1485  *
1486  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1487  *
1488  * CONTEXT:
1489  * Might sleep.
1490  *
1491  * RETURNS:
1492  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1493  */
1494 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1495                                         void *holder)
1496 {
1497         struct block_device *bdev;
1498         int err;
1499
1500         bdev = lookup_bdev(path);
1501         if (IS_ERR(bdev))
1502                 return bdev;
1503
1504         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1505         if (err)
1506                 return ERR_PTR(err);
1507
1508         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1509                 blkdev_put(bdev, mode);
1510                 return ERR_PTR(-EACCES);
1511         }
1512
1513         return bdev;
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1516
1517 /**
1518  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1519  * @dev: device number of block device to open
1520  * @mode: FMODE_* mask
1521  * @holder: exclusive holder identifier
1522  *
1523  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1524  * @holder are identical to blkdev_get().
1525  *
1526  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1527  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1528  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1529  * ever need it - reconsider your API.
1530  *
1531  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1532  *
1533  * CONTEXT:
1534  * Might sleep.
1535  *
1536  * RETURNS:
1537  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1538  */
1539 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1540 {
1541         struct block_device *bdev;
1542         int err;
1543
1544         bdev = bdget(dev);
1545         if (!bdev)
1546                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1547
1548         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1549         if (err)
1550                 return ERR_PTR(err);
1551
1552         return bdev;
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1555
1556 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1557 {
1558         struct block_device *bdev;
1559
1560         /*
1561          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1562          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1563          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1564          * during an unstable branch.
1565          */
1566         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1567
1568         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1569                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1570         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1571                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1572         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1573                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1574
1575         bdev = bd_acquire(inode);
1576         if (bdev == NULL)
1577                 return -ENOMEM;
1578
1579         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1580
1581         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1582 }
1583
1584 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1585 {
1586         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1587         struct block_device *victim = NULL;
1588
1589         /*
1590          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1591          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1592          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1593          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1594          * syncs while holding the mutex.
1595          */
1596         if (bdev->bd_openers == 1)
1597                 sync_blockdev(bdev);
1598
1599         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1600         if (for_part)
1601                 bdev->bd_part_count--;
1602
1603         if (!--bdev->bd_openers) {
1604                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1605                 sync_blockdev(bdev);
1606                 kill_bdev(bdev);
1607
1608                 bdev_write_inode(bdev);
1609                 /*
1610                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1611                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1612                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1613                  */
1614                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1615         }
1616         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1617                 if (disk->fops->release)
1618                         disk->fops->release(disk, mode);
1619         }
1620         if (!bdev->bd_openers) {
1621                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1622
1623                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1624                 bdev->bd_part = NULL;
1625                 bdev->bd_disk = NULL;
1626                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1627                         victim = bdev->bd_contains;
1628                 bdev->bd_contains = NULL;
1629
1630                 put_disk(disk);
1631                 module_put(owner);
1632         }
1633         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1634         bdput(bdev);
1635         if (victim)
1636                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1637 }
1638
1639 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1640 {
1641         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1642
1643         if (mode & FMODE_EXCL) {
1644                 bool bdev_free;
1645
1646                 /*
1647                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1648                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1649                  * synchronize disk_holder unlinking.
1650                  */
1651                 spin_lock(&bdev_lock);
1652
1653                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1654                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1655
1656                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1657                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1658                         bdev->bd_holder = NULL;
1659                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1660                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1661
1662                 spin_unlock(&bdev_lock);
1663
1664                 /*
1665                  * If this was the last claim, remove holder link and
1666                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1667                  */
1668                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1669                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1670                         bdev->bd_write_holder = false;
1671                 }
1672         }
1673
1674         /*
1675          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1676          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1677          * from userland - e.g. eject(1).
1678          */
1679         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1680
1681         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1682
1683         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1684 }
1685 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1686
1687 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1688 {
1689         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1690         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1691         return 0;
1692 }
1693
1694 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1695 {
1696         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1697         fmode_t mode = file->f_mode;
1698
1699         /*
1700          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1701          * to updated it before every ioctl.
1702          */
1703         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1704                 mode |= FMODE_NDELAY;
1705         else
1706                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1707
1708         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1709 }
1710
1711 /*
1712  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1713  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1714  *
1715  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1716  * use.
1717  */
1718 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1719 {
1720         struct file *file = iocb->ki_filp;
1721         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1722         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1723         struct blk_plug plug;
1724         ssize_t ret;
1725
1726         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1727                 return -EPERM;
1728
1729         if (!iov_iter_count(from))
1730                 return 0;
1731
1732         if (iocb->ki_pos >= size)
1733                 return -ENOSPC;
1734
1735         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1736
1737         blk_start_plug(&plug);
1738         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1739         if (ret > 0)
1740                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1741         blk_finish_plug(&plug);
1742         return ret;
1743 }
1744 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1745
1746 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1747 {
1748         struct file *file = iocb->ki_filp;
1749         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1750         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1751         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1752
1753         if (pos >= size)
1754                 return 0;
1755
1756         size -= pos;
1757         iov_iter_truncate(to, size);
1758         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1761
1762 /*
1763  * Try to release a page associated with block device when the system
1764  * is under memory pressure.
1765  */
1766 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1767 {
1768         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1769
1770         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1771                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1772
1773         return try_to_free_buffers(page);
1774 }
1775
1776 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1777                              struct writeback_control *wbc)
1778 {
1779         if (dax_mapping(mapping)) {
1780                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1781
1782                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1783         }
1784         return generic_writepages(mapping, wbc);
1785 }
1786
1787 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1788         .readpage       = blkdev_readpage,
1789         .readpages      = blkdev_readpages,
1790         .writepage      = blkdev_writepage,
1791         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1792         .write_end      = blkdev_write_end,
1793         .writepages     = blkdev_writepages,
1794         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1795         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1796         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1797 };
1798
1799 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1800                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1801                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1802
1803 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1804                              loff_t len)
1805 {
1806         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1807         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1808         struct address_space *mapping;
1809         loff_t end = start + len - 1;
1810         loff_t isize;
1811         int error;
1812
1813         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1814         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1815                 return -EOPNOTSUPP;
1816
1817         /* Don't go off the end of the device. */
1818         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1819         if (start >= isize)
1820                 return -EINVAL;
1821         if (end >= isize) {
1822                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1823                         len = isize - start;
1824                         end = start + len - 1;
1825                 } else
1826                         return -EINVAL;
1827         }
1828
1829         /*
1830          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1831          */
1832         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1833                 return -EINVAL;
1834
1835         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1836         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1837         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
1838
1839         switch (mode) {
1840         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1841         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1842                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1843                                             GFP_KERNEL, false);
1844                 break;
1845         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1846                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
1847                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
1848                         return -EOPNOTSUPP;
1849                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1850                                              GFP_KERNEL, 0);
1851                 break;
1852         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1853                 if (!blk_queue_discard(q))
1854                         return -EOPNOTSUPP;
1855                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1856                                              GFP_KERNEL, 0);
1857                 break;
1858         default:
1859                 return -EOPNOTSUPP;
1860         }
1861         if (error)
1862                 return error;
1863
1864         /*
1865          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
1866          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
1867          * inclusive, so the rounding here is safe.
1868          */
1869         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
1870                                              start >> PAGE_SHIFT,
1871                                              end >> PAGE_SHIFT);
1872 }
1873
1874 const struct file_operations def_blk_fops = {
1875         .open           = blkdev_open,
1876         .release        = blkdev_close,
1877         .llseek         = block_llseek,
1878         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1879         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1880         .mmap           = generic_file_mmap,
1881         .fsync          = blkdev_fsync,
1882         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1883 #ifdef CONFIG_COMPAT
1884         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1885 #endif
1886         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1887         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1888         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1889 };
1890
1891 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1892 {
1893         int res;
1894         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1895         set_fs(KERNEL_DS);
1896         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1897         set_fs(old_fs);
1898         return res;
1899 }
1900
1901 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1902
1903 /**
1904  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1905  * @pathname:   special file representing the block device
1906  *
1907  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1908  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1909  * otherwise.
1910  */
1911 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1912 {
1913         struct block_device *bdev;
1914         struct inode *inode;
1915         struct path path;
1916         int error;
1917
1918         if (!pathname || !*pathname)
1919                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1920
1921         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1922         if (error)
1923                 return ERR_PTR(error);
1924
1925         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1926         error = -ENOTBLK;
1927         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1928                 goto fail;
1929         error = -EACCES;
1930         if (!may_open_dev(&path))
1931                 goto fail;
1932         error = -ENOMEM;
1933         bdev = bd_acquire(inode);
1934         if (!bdev)
1935                 goto fail;
1936 out:
1937         path_put(&path);
1938         return bdev;
1939 fail:
1940         bdev = ERR_PTR(error);
1941         goto out;
1942 }
1943 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1944
1945 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1946 {
1947         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1948         int res = 0;
1949
1950         if (sb) {
1951                 /*
1952                  * no need to lock the super, get_super holds the
1953                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1954                  * under us (->put_super runs with the write lock
1955                  * hold).
1956                  */
1957                 shrink_dcache_sb(sb);
1958                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1959                 drop_super(sb);
1960         }
1961         invalidate_bdev(bdev);
1962         return res;
1963 }
1964 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1965
1966 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1967 {
1968         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1969
1970         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1971         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1972                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1973                 struct block_device *bdev;
1974
1975                 spin_lock(&inode->i_lock);
1976                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1977                     mapping->nrpages == 0) {
1978                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1979                         continue;
1980                 }
1981                 __iget(inode);
1982                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1983                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1984                 /*
1985                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1986                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1987                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1988                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1989                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1990                  * later.
1991                  */
1992                 iput(old_inode);
1993                 old_inode = inode;
1994                 bdev = I_BDEV(inode);
1995
1996                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1997                 if (bdev->bd_openers)
1998                         func(bdev, arg);
1999                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2000
2001                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2002         }
2003         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2004         iput(old_inode);
2005 }