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/smp_lock.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/buffer_head.h>
  20 #include <linux/writeback.h>
  21 #include <linux/mpage.h>
  22 #include <linux/mount.h>
  23 #include <linux/uio.h>
  24 #include <linux/namei.h>
  25 #include <linux/log2.h>
  26 #include <asm/uaccess.h>
  27 #include "internal.h"
  28
  29 struct bdev_inode {
  30         struct block_device bdev;
  31         struct inode vfs_inode;
  32 };
  33
  34 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  35
  36 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  37 {
  38         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  39 }
  40
  41 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  42 {
  43         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  44 }
  45
  46 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  47
  48 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  49 {
  50         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  51         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  52
  53         if (sz) {
  54                 unsigned int size = block_size(bdev);
  55                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  56                 retval = (sz >> sizebits);
  57         }
  58         return retval;
  59 }
  60
  61 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  62 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  63 {
  64         if (bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages == 0)
  65                 return;
  66         invalidate_bh_lrus();
  67         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  68 }
  69
  70 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  71 {
  72         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  73         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
  74                 return -EINVAL;
  75
  76         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
  77         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
  78                 return -EINVAL;
  79
  80         /* Don't change the size if it is same as current */
  81         if (bdev->bd_block_size != size) {
  82                 sync_blockdev(bdev);
  83                 bdev->bd_block_size = size;
  84                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
  85                 kill_bdev(bdev);
  86         }
  87         return 0;
  88 }
  89
  90 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
  91
  92 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
  93 {
  94         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
  95                 return 0;
  96         /* If we get here, we know size is power of two
  97          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
  98         sb->s_blocksize = size;
  99         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 100         return sb->s_blocksize;
 101 }
 102
 103 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 104
 105 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 106 {
 107         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
 108         if (size < minsize)
 109                 size = minsize;
 110         return sb_set_blocksize(sb, size);
 111 }
 112
 113 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 114
 115 static int
 116 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 117                 struct buffer_head *bh, int create)
 118 {
 119         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 120                 if (create)
 121                         return -EIO;
 122
 123                 /*
 124                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 125                  * return a hole, they will have to call get_block again
 126                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 127                  * time
 128                  */
 129                 return 0;
 130         }
 131         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 132         bh->b_blocknr = iblock;
 133         set_buffer_mapped(bh);
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 static int
 138 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 139                 struct buffer_head *bh, int create)
 140 {
 141         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 142         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 143
 144         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 145                 max_blocks = end_block - iblock;
 146                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 147                         if (create)
 148                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 149                         /*
 150                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 151                          * a !buffer_mapped buffer
 152                          */
 153                         max_blocks = 0;
 154                 }
 155         }
 156
 157         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 158         bh->b_blocknr = iblock;
 159         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 160         if (max_blocks)
 161                 set_buffer_mapped(bh);
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 static ssize_t
 166 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 167                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 168 {
 169         struct file *file = iocb->ki_filp;
 170         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 171
 172         return blockdev_direct_IO_no_locking(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode),
 173                                 iov, offset, nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL);
 174 }
 175
 176 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 177 {
 178         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 179 }
 180
 181 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 182 {
 183         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 184 }
 185
 186 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 187                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 188                         struct page **pagep, void **fsdata)
 189 {
 190         *pagep = NULL;
 191         return block_write_begin(file, mapping, pos, len, flags, pagep, fsdata,
 192                                 blkdev_get_block);
 193 }
 194
 195 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 196                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 197                         struct page *page, void *fsdata)
 198 {
 199         int ret;
 200         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 201
 202         unlock_page(page);
 203         page_cache_release(page);
 204
 205         return ret;
 206 }
 207
 208 /*
 209  * private llseek:
 210  * for a block special file file->f_path.dentry->d_inode->i_size is zero
 211  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 212  */
 213 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 214 {
 215         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 216         loff_t size;
 217         loff_t retval;
 218
 219         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 220         size = i_size_read(bd_inode);
 221
 222         switch (origin) {
 223                 case 2:
 224                         offset += size;
 225                         break;
 226                 case 1:
 227                         offset += file->f_pos;
 228         }
 229         retval = -EINVAL;
 230         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 231                 if (offset != file->f_pos) {
 232                         file->f_pos = offset;
 233                 }
 234                 retval = offset;
 235         }
 236         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 237         return retval;
 238 }
 239
 240 /*
 241  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
 242  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
 243  */
 244
 245 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
 246 {
 247         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
 248 }
 249
 250 /*
 251  * pseudo-fs
 252  */
 253
 254 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 255 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 256
 257 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 258 {
 259         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 260         if (!ei)
 261                 return NULL;
 262         return &ei->vfs_inode;
 263 }
 264
 265 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 266 {
 267         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 268
 269         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
 270         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 271 }
 272
 273 static void init_once(struct kmem_cache * cachep, void *foo)
 274 {
 275         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 276         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 277
 278         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 279         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 280         sema_init(&bdev->bd_mount_sem, 1);
 281         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 282         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 283 #ifdef CONFIG_SYSFS
 284         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
 285 #endif
 286         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 287 }
 288
 289 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 290 {
 291         list_del_init(&inode->i_devices);
 292         inode->i_bdev = NULL;
 293         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 294 }
 295
 296 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
 297 {
 298         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 299         struct list_head *p;
 300         spin_lock(&bdev_lock);
 301         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 302                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 303         }
 304         list_del_init(&bdev->bd_list);
 305         spin_unlock(&bdev_lock);
 306 }
 307
 308 static const struct super_operations bdev_sops = {
 309         .statfs = simple_statfs,
 310         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 311         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 312         .drop_inode = generic_delete_inode,
 313         .clear_inode = bdev_clear_inode,
 314 };
 315
 316 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
 317         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
 318 {
 319         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
 320 }
 321
 322 static struct file_system_type bd_type = {
 323         .name           = "bdev",
 324         .get_sb         = bd_get_sb,
 325         .kill_sb        = kill_anon_super,
 326 };
 327
 328 static struct vfsmount *bd_mnt __read_mostly;
 329 struct super_block *blockdev_superblock;
 330
 331 void __init bdev_cache_init(void)
 332 {
 333         int err;
 334         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 335                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 336                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 337                         init_once);
 338         err = register_filesystem(&bd_type);
 339         if (err)
 340                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 341         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 342         if (IS_ERR(bd_mnt))
 343                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 344         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 345 }
 346
 347 /*
 348  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 349  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 350  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 351  */
 352 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 353 {
 354         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 355 }
 356
 357 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 358 {
 359         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 360 }
 361
 362 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 363 {
 364         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 365         return 0;
 366 }
 367
 368 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 369
 370 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 371 {
 372         struct block_device *bdev;
 373         struct inode *inode;
 374
 375         inode = iget5_locked(bd_mnt->mnt_sb, hash(dev),
 376                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 377
 378         if (!inode)
 379                 return NULL;
 380
 381         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 382
 383         if (inode->i_state & I_NEW) {
 384                 bdev->bd_contains = NULL;
 385                 bdev->bd_inode = inode;
 386                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 387                 bdev->bd_part_count = 0;
 388                 bdev->bd_invalidated = 0;
 389                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 390                 inode->i_rdev = dev;
 391                 inode->i_bdev = bdev;
 392                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 393                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 394                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 395                 spin_lock(&bdev_lock);
 396                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 397                 spin_unlock(&bdev_lock);
 398                 unlock_new_inode(inode);
 399         }
 400         return bdev;
 401 }
 402
 403 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 404
 405 long nr_blockdev_pages(void)
 406 {
 407         struct block_device *bdev;
 408         long ret = 0;
 409         spin_lock(&bdev_lock);
 410         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 411                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 412         }
 413         spin_unlock(&bdev_lock);
 414         return ret;
 415 }
 416
 417 void bdput(struct block_device *bdev)
 418 {
 419         iput(bdev->bd_inode);
 420 }
 421
 422 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 423
 424 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 425 {
 426         struct block_device *bdev;
 427
 428         spin_lock(&bdev_lock);
 429         bdev = inode->i_bdev;
 430         if (bdev) {
 431                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 432                 spin_unlock(&bdev_lock);
 433                 return bdev;
 434         }
 435         spin_unlock(&bdev_lock);
 436
 437         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 438         if (bdev) {
 439                 spin_lock(&bdev_lock);
 440                 if (!inode->i_bdev) {
 441                         /*
 442                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
 443                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 444                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 445                          * without igrab().
 446                          */
 447                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 448                         inode->i_bdev = bdev;
 449                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 450                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 451                 }
 452                 spin_unlock(&bdev_lock);
 453         }
 454         return bdev;
 455 }
 456
 457 /* Call when you free inode */
 458
 459 void bd_forget(struct inode *inode)
 460 {
 461         struct block_device *bdev = NULL;
 462
 463         spin_lock(&bdev_lock);
 464         if (inode->i_bdev) {
 465                 if (inode->i_sb != blockdev_superblock)
 466                         bdev = inode->i_bdev;
 467                 __bd_forget(inode);
 468         }
 469         spin_unlock(&bdev_lock);
 470
 471         if (bdev)
 472                 iput(bdev->bd_inode);
 473 }
 474
 475 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 476 {
 477         int res;
 478         spin_lock(&bdev_lock);
 479
 480         /* first decide result */
 481         if (bdev->bd_holder == holder)
 482                 res = 0;         /* already a holder */
 483         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 484                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
 485         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 486                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
 487
 488         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
 489                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
 490         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
 491                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
 492         else
 493                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
 494
 495         /* now impose change */
 496         if (res==0) {
 497                 /* note that for a whole device bd_holders
 498                  * will be incremented twice, and bd_holder will
 499                  * be set to bd_claim before being set to holder
 500                  */
 501                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
 502                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
 503                 bdev->bd_holders++;
 504                 bdev->bd_holder = holder;
 505         }
 506         spin_unlock(&bdev_lock);
 507         return res;
 508 }
 509
 510 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
 511
 512 void bd_release(struct block_device *bdev)
 513 {
 514         spin_lock(&bdev_lock);
 515         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
 516                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
 517         if (!--bdev->bd_holders)
 518                 bdev->bd_holder = NULL;
 519         spin_unlock(&bdev_lock);
 520 }
 521
 522 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
 523
 524 #ifdef CONFIG_SYSFS
 525 /*
 526  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
 527  *
 528  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
 529  *     and the kobject has a parent directory,
 530  *     following symlinks are created:
 531  *        o from the kobject to the claimed bdev
 532  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
 533  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
 534  *
 535  *     Example:
 536  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
 537  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
 538  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 539  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 540  */
 541
 542 static struct kobject *bdev_get_kobj(struct block_device *bdev)
 543 {
 544         if (bdev->bd_contains != bdev)
 545                 return kobject_get(&bdev->bd_part->dev.kobj);
 546         else
 547                 return kobject_get(&bdev->bd_disk->dev.kobj);
 548 }
 549
 550 static struct kobject *bdev_get_holder(struct block_device *bdev)
 551 {
 552         if (bdev->bd_contains != bdev)
 553                 return kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 554         else
 555                 return kobject_get(bdev->bd_disk->holder_dir);
 556 }
 557
 558 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 559 {
 560         if (!from || !to)
 561                 return 0;
 562         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 563 }
 564
 565 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 566 {
 567         if (!from || !to)
 568                 return;
 569         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 570 }
 571
 572 /*
 573  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
 574  * bd_claim_by_kobject.
 575  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
 576  */
 577 struct bd_holder {
 578         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
 579         int count;              /* references from the holder */
 580         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
 581         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
 582         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
 583         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
 584 };
 585
 586 /*
 587  * Get references of related kobjects at once.
 588  * Returns 1 on success. 0 on failure.
 589  *
 590  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
 591  */
 592 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
 593                         struct bd_holder *bo)
 594 {
 595         if (!bdev || !bo)
 596                 return 0;
 597
 598         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
 599         if (!bo->sdir)
 600                 return 0;
 601
 602         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
 603         if (!bo->hdev)
 604                 goto fail_put_sdir;
 605
 606         bo->sdev = bdev_get_kobj(bdev);
 607         if (!bo->sdev)
 608                 goto fail_put_hdev;
 609
 610         bo->hdir = bdev_get_holder(bdev);
 611         if (!bo->hdir)
 612                 goto fail_put_sdev;
 613
 614         return 1;
 615
 616 fail_put_sdev:
 617         kobject_put(bo->sdev);
 618 fail_put_hdev:
 619         kobject_put(bo->hdev);
 620 fail_put_sdir:
 621         kobject_put(bo->sdir);
 622
 623         return 0;
 624 }
 625
 626 /* Put references of related kobjects at once. */
 627 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
 628 {
 629         kobject_put(bo->hdir);
 630         kobject_put(bo->sdev);
 631         kobject_put(bo->hdev);
 632         kobject_put(bo->sdir);
 633 }
 634
 635 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
 636 {
 637         struct bd_holder *bo;
 638
 639         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
 640         if (!bo)
 641                 return NULL;
 642
 643         bo->count = 1;
 644         bo->sdir = kobj;
 645
 646         return bo;
 647 }
 648
 649 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
 650 {
 651         kfree(bo);
 652 }
 653
 654 /**
 655  * find_bd_holder - find matching struct bd_holder from the block device
 656  *
 657  * @bdev:       struct block device to be searched
 658  * @bo:         target struct bd_holder
 659  *
 660  * Returns matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list.
 661  * If found, increment the reference count and return the pointer.
 662  * If not found, returns NULL.
 663  */
 664 static struct bd_holder *find_bd_holder(struct block_device *bdev,
 665                                         struct bd_holder *bo)
 666 {
 667         struct bd_holder *tmp;
 668
 669         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list)
 670                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
 671                         tmp->count++;
 672                         return tmp;
 673                 }
 674
 675         return NULL;
 676 }
 677
 678 /**
 679  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 680  *
 681  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 682  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
 683  *
 684  * Add @bo to @bdev->bd_holder_list, create symlinks.
 685  *
 686  * Returns 0 if symlinks are created.
 687  * Returns -ve if something fails.
 688  */
 689 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
 690 {
 691         int err;
 692
 693         if (!bo)
 694                 return -EINVAL;
 695
 696         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
 697                 return -EBUSY;
 698
 699         err = add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 700         if (err)
 701                 return err;
 702
 703         err = add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 704         if (err) {
 705                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 706                 return err;
 707         }
 708
 709         list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 /**
 714  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 715  *
 716  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 717  * @kobj:       holder's kobject
 718  *
 719  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
 720  * and no other bd_claim() from the same kobject,
 721  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
 722  *
 723  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
 724  * and ready to be freed.
 725  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
 726  * by the same kobject.
 727  */
 728 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
 729                                         struct kobject *kobj)
 730 {
 731         struct bd_holder *bo;
 732
 733         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
 734                 if (bo->sdir == kobj) {
 735                         bo->count--;
 736                         BUG_ON(bo->count < 0);
 737                         if (!bo->count) {
 738                                 list_del(&bo->list);
 739                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 740                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 741                                 bd_holder_release_dirs(bo);
 742                                 return bo;
 743                         }
 744                         break;
 745                 }
 746         }
 747
 748         return NULL;
 749 }
 750
 751 /**
 752  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
 753  *
 754  * @bdev:       block device to be claimed
 755  * @holder:     holder's signature
 756  * @kobj:       holder's kobject
 757  *
 758  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
 759  * the bdev and the holder's kobject.
 760  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
 761  *
 762  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
 763  * Returns errno on failure.
 764  */
 765 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
 766                                 struct kobject *kobj)
 767 {
 768         int err;
 769         struct bd_holder *bo, *found;
 770
 771         if (!kobj)
 772                 return -EINVAL;
 773
 774         bo = alloc_bd_holder(kobj);
 775         if (!bo)
 776                 return -ENOMEM;
 777
 778         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 779
 780         err = bd_claim(bdev, holder);
 781         if (err)
 782                 goto fail;
 783
 784         found = find_bd_holder(bdev, bo);
 785         if (found)
 786                 goto fail;
 787
 788         err = add_bd_holder(bdev, bo);
 789         if (err)
 790                 bd_release(bdev);
 791         else
 792                 bo = NULL;
 793 fail:
 794         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 795         free_bd_holder(bo);
 796         return err;
 797 }
 798
 799 /**
 800  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
 801  *
 802  * @bdev:       block device to be released
 803  * @kobj:       holder's kobject
 804  *
 805  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
 806  */
 807 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
 808                                         struct kobject *kobj)
 809 {
 810         if (!kobj)
 811                 return;
 812
 813         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 814         bd_release(bdev);
 815         free_bd_holder(del_bd_holder(bdev, kobj));
 816         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 817 }
 818
 819 /**
 820  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
 821  *
 822  * @bdev:       block device to be claimed
 823  * @holder:     holder's signature
 824  * @disk:       holder's gendisk
 825  *
 826  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
 827  */
 828 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
 829                         struct gendisk *disk)
 830 {
 831         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
 832 }
 833 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
 834
 835 /**
 836  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
 837  *
 838  * @bdev:       block device to be claimed
 839  * @disk:       holder's gendisk
 840  *
 841  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
 842  */
 843 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 844 {
 845         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
 846         kobject_put(disk->slave_dir);
 847 }
 848 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
 849 #endif
 850
 851 /*
 852  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
 853  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
 854  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
 855  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
 856  * your API.
 857  */
 858 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
 859 {
 860         struct block_device *bdev = bdget(dev);
 861         int err = -ENOMEM;
 862         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
 863         if (bdev)
 864                 err = blkdev_get(bdev, mode, flags);
 865         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
 866 }
 867
 868 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
 869
 870 /*
 871  * This routine checks whether a removable media has been changed,
 872  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
 873  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
 874  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
 875  * is the best way of combining speed and utility, I think.
 876  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
 877  * to lose :-)
 878  */
 879 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
 880 {
 881         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 882         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
 883
 884         if (!bdops->media_changed)
 885                 return 0;
 886         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
 887                 return 0;
 888
 889         if (__invalidate_device(bdev))
 890                 printk("VFS: busy inodes on changed media.\n");
 891
 892         if (bdops->revalidate_disk)
 893                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
 894         if (bdev->bd_disk->minors > 1)
 895                 bdev->bd_invalidated = 1;
 896         return 1;
 897 }
 898
 899 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
 900
 901 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
 902 {
 903         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
 904
 905         bdev->bd_inode->i_size = size;
 906         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
 907                 if (size & bsize)
 908                         break;
 909                 bsize <<= 1;
 910         }
 911         bdev->bd_block_size = bsize;
 912         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 913 }
 914 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
 915
 916 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags,
 917                         int for_part);
 918 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, int for_part);
 919
 920 /*
 921  * bd_mutex locking:
 922  *
 923  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
 924  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
 925  */
 926
 927 static int do_open(struct block_device *bdev, struct file *file, int for_part)
 928 {
 929         struct module *owner = NULL;
 930         struct gendisk *disk;
 931         int ret = -ENXIO;
 932         int part;
 933
 934         file->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 935         lock_kernel();
 936         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &part);
 937         if (!disk) {
 938                 unlock_kernel();
 939                 bdput(bdev);
 940                 return ret;
 941         }
 942         owner = disk->fops->owner;
 943
 944         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
 945         if (!bdev->bd_openers) {
 946                 bdev->bd_disk = disk;
 947                 bdev->bd_contains = bdev;
 948                 if (!part) {
 949                         struct backing_dev_info *bdi;
 950                         if (disk->fops->open) {
 951                                 ret = disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
 952                                 if (ret)
 953                                         goto out_first;
 954                         }
 955                         if (!bdev->bd_openers) {
 956                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
 957                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
 958                                 if (bdi == NULL)
 959                                         bdi = &default_backing_dev_info;
 960                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
 961                         }
 962                         if (bdev->bd_invalidated)
 963                                 rescan_partitions(disk, bdev);
 964                 } else {
 965                         struct hd_struct *p;
 966                         struct block_device *whole;
 967                         whole = bdget_disk(disk, 0);
 968                         ret = -ENOMEM;
 969                         if (!whole)
 970                                 goto out_first;
 971                         BUG_ON(for_part);
 972                         ret = __blkdev_get(whole, file->f_mode, file->f_flags, 1);
 973                         if (ret)
 974                                 goto out_first;
 975                         bdev->bd_contains = whole;
 976                         p = disk->part[part - 1];
 977                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
 978                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
 979                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) || !p || !p->nr_sects) {
 980                                 ret = -ENXIO;
 981                                 goto out_first;
 982                         }
 983                         kobject_get(&p->dev.kobj);
 984                         bdev->bd_part = p;
 985                         bd_set_size(bdev, (loff_t) p->nr_sects << 9);
 986                 }
 987         } else {
 988                 put_disk(disk);
 989                 module_put(owner);
 990                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
 991                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
 992                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
 993                                 if (ret)
 994                                         goto out;
 995                         }
 996                         if (bdev->bd_invalidated)
 997                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
 998                 }
 999         }
1000         bdev->bd_openers++;
1001         if (for_part)
1002                 bdev->bd_part_count++;
1003         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1004         unlock_kernel();
1005         return 0;
1006
1007 out_first:
1008         bdev->bd_disk = NULL;
1009         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1010         if (bdev != bdev->bd_contains)
1011                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, 1);
1012         bdev->bd_contains = NULL;
1013         put_disk(disk);
1014         module_put(owner);
1015 out:
1016         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1017         unlock_kernel();
1018         if (ret)
1019                 bdput(bdev);
1020         return ret;
1021 }
1022
1023 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags,
1024                         int for_part)
1025 {
1026         /*
1027          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
1028          * It will go away.
1029          * For now, block device ->open() routine must _not_
1030          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
1031          */
1032         struct file fake_file = {};
1033         struct dentry fake_dentry = {};
1034         fake_file.f_mode = mode;
1035         fake_file.f_flags = flags;
1036         fake_file.f_path.dentry = &fake_dentry;
1037         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
1038
1039         return do_open(bdev, &fake_file, for_part);
1040 }
1041
1042 int blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
1043 {
1044         return __blkdev_get(bdev, mode, flags, 0);
1045 }
1046 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1047
1048 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1049 {
1050         struct block_device *bdev;
1051         int res;
1052
1053         /*
1054          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1055          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1056          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1057          * during an unstable branch.
1058          */
1059         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1060
1061         bdev = bd_acquire(inode);
1062         if (bdev == NULL)
1063                 return -ENOMEM;
1064
1065         res = do_open(bdev, filp, 0);
1066         if (res)
1067                 return res;
1068
1069         if (!(filp->f_flags & O_EXCL) )
1070                 return 0;
1071
1072         if (!(res = bd_claim(bdev, filp)))
1073                 return 0;
1074
1075         blkdev_put(bdev);
1076         return res;
1077 }
1078
1079 static int __blkdev_put(struct block_device *bdev, int for_part)
1080 {
1081         int ret = 0;
1082         struct inode *bd_inode = bdev->bd_inode;
1083         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1084         struct block_device *victim = NULL;
1085
1086         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1087         lock_kernel();
1088         if (for_part)
1089                 bdev->bd_part_count--;
1090
1091         if (!--bdev->bd_openers) {
1092                 sync_blockdev(bdev);
1093                 kill_bdev(bdev);
1094         }
1095         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1096                 if (disk->fops->release)
1097                         ret = disk->fops->release(bd_inode, NULL);
1098         }
1099         if (!bdev->bd_openers) {
1100                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1101
1102                 put_disk(disk);
1103                 module_put(owner);
1104
1105                 if (bdev->bd_contains != bdev) {
1106                         kobject_put(&bdev->bd_part->dev.kobj);
1107                         bdev->bd_part = NULL;
1108                 }
1109                 bdev->bd_disk = NULL;
1110                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1111                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1112                         victim = bdev->bd_contains;
1113                 bdev->bd_contains = NULL;
1114         }
1115         unlock_kernel();
1116         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1117         bdput(bdev);
1118         if (victim)
1119                 __blkdev_put(victim, 1);
1120         return ret;
1121 }
1122
1123 int blkdev_put(struct block_device *bdev)
1124 {
1125         return __blkdev_put(bdev, 0);
1126 }
1127 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1128
1129 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1130 {
1131         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1132         if (bdev->bd_holder == filp)
1133                 bd_release(bdev);
1134         return blkdev_put(bdev);
1135 }
1136
1137 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1138 {
1139         return blkdev_ioctl(file->f_mapping->host, file, cmd, arg);
1140 }
1141
1142 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1143         .readpage       = blkdev_readpage,
1144         .writepage      = blkdev_writepage,
1145         .sync_page      = block_sync_page,
1146         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1147         .write_end      = blkdev_write_end,
1148         .writepages     = generic_writepages,
1149         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1150 };
1151
1152 const struct file_operations def_blk_fops = {
1153         .open           = blkdev_open,
1154         .release        = blkdev_close,
1155         .llseek         = block_llseek,
1156         .read           = do_sync_read,
1157         .write          = do_sync_write,
1158         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1159         .aio_write      = generic_file_aio_write_nolock,
1160         .mmap           = generic_file_mmap,
1161         .fsync          = block_fsync,
1162         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1163 #ifdef CONFIG_COMPAT
1164         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1165 #endif
1166         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1167         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1168 };
1169
1170 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1171 {
1172         int res;
1173         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1174         set_fs(KERNEL_DS);
1175         res = blkdev_ioctl(bdev->bd_inode, NULL, cmd, arg);
1176         set_fs(old_fs);
1177         return res;
1178 }
1179
1180 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1181
1182 /**
1183  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1184  *
1185  * @path:       special file representing the block device
1186  *
1187  * Get a reference to the blockdevice at @path in the current
1188  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1189  * otherwise.
1190  */
1191 struct block_device *lookup_bdev(const char *path)
1192 {
1193         struct block_device *bdev;
1194         struct inode *inode;
1195         struct nameidata nd;
1196         int error;
1197
1198         if (!path || !*path)
1199                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1200
1201         error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
1202         if (error)
1203                 return ERR_PTR(error);
1204
1205         inode = nd.path.dentry->d_inode;
1206         error = -ENOTBLK;
1207         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1208                 goto fail;
1209         error = -EACCES;
1210         if (nd.path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1211                 goto fail;
1212         error = -ENOMEM;
1213         bdev = bd_acquire(inode);
1214         if (!bdev)
1215                 goto fail;
1216 out:
1217         path_put(&nd.path);
1218         return bdev;
1219 fail:
1220         bdev = ERR_PTR(error);
1221         goto out;
1222 }
1223
1224 /**
1225  * open_bdev_excl  -  open a block device by name and set it up for use
1226  *
1227  * @path:       special file representing the block device
1228  * @flags:      %MS_RDONLY for opening read-only
1229  * @holder:     owner for exclusion
1230  *
1231  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1232  * for the @holder.
1233  */
1234 struct block_device *open_bdev_excl(const char *path, int flags, void *holder)
1235 {
1236         struct block_device *bdev;
1237         mode_t mode = FMODE_READ;
1238         int error = 0;
1239
1240         bdev = lookup_bdev(path);
1241         if (IS_ERR(bdev))
1242                 return bdev;
1243
1244         if (!(flags & MS_RDONLY))
1245                 mode |= FMODE_WRITE;
1246         error = blkdev_get(bdev, mode, 0);
1247         if (error)
1248                 return ERR_PTR(error);
1249         error = -EACCES;
1250         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(bdev))
1251                 goto blkdev_put;
1252         error = bd_claim(bdev, holder);
1253         if (error)
1254                 goto blkdev_put;
1255
1256         return bdev;
1257
1258 blkdev_put:
1259         blkdev_put(bdev);
1260         return ERR_PTR(error);
1261 }
1262
1263 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_excl);
1264
1265 /**
1266  * close_bdev_excl  -  release a blockdevice openen by open_bdev_excl()
1267  *
1268  * @bdev:       blockdevice to close
1269  *
1270  * This is the counterpart to open_bdev_excl().
1271  */
1272 void close_bdev_excl(struct block_device *bdev)
1273 {
1274         bd_release(bdev);
1275         blkdev_put(bdev);
1276 }
1277
1278 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_excl);
1279
1280 int __invalidate_device(struct block_device *bdev)
1281 {
1282         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1283         int res = 0;
1284
1285         if (sb) {
1286                 /*
1287                  * no need to lock the super, get_super holds the
1288                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1289                  * under us (->put_super runs with the write lock
1290                  * hold).
1291                  */
1292                 shrink_dcache_sb(sb);
1293                 res = invalidate_inodes(sb);
1294                 drop_super(sb);
1295         }
1296         invalidate_bdev(bdev);
1297         return res;
1298 }
1299 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);