]> git.karo-electronics.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/block_dev.c
block: Add support for DAX reads/writes to block devices
[karo-tx-linux.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/module.h>
18 #include <linux/blkpg.h>
19 #include <linux/magic.h>
20 #include <linux/buffer_head.h>
21 #include <linux/swap.h>
22 #include <linux/pagevec.h>
23 #include <linux/writeback.h>
24 #include <linux/mpage.h>
25 #include <linux/mount.h>
26 #include <linux/uio.h>
27 #include <linux/namei.h>
28 #include <linux/log2.h>
29 #include <linux/cleancache.h>
30 #include <asm/uaccess.h>
31 #include "internal.h"
32
33 struct bdev_inode {
34         struct block_device bdev;
35         struct inode vfs_inode;
36 };
37
38 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
39
40 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
41 {
42         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
43 }
44
45 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
46 {
47         return &BDEV_I(inode)->bdev;
48 }
49 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
50
51 static void bdev_write_inode(struct inode *inode)
52 {
53         spin_lock(&inode->i_lock);
54         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
55                 spin_unlock(&inode->i_lock);
56                 WARN_ON_ONCE(write_inode_now(inode, true));
57                 spin_lock(&inode->i_lock);
58         }
59         spin_unlock(&inode->i_lock);
60 }
61
62 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
63 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
64 {
65         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
66
67         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrshadows == 0)
68                 return;
69
70         invalidate_bh_lrus();
71         truncate_inode_pages(mapping, 0);
72 }       
73 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
74
75 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
76 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
77 {
78         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
79
80         if (mapping->nrpages == 0)
81                 return;
82
83         invalidate_bh_lrus();
84         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
85         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
86         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
87          * But, for the strange corners, lets be cautious
88          */
89         cleancache_invalidate_inode(mapping);
90 }
91 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
92
93 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
94 {
95         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
96         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
97                 return -EINVAL;
98
99         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
100         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
101                 return -EINVAL;
102
103         /* Don't change the size if it is same as current */
104         if (bdev->bd_block_size != size) {
105                 sync_blockdev(bdev);
106                 bdev->bd_block_size = size;
107                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
108                 kill_bdev(bdev);
109         }
110         return 0;
111 }
112
113 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
114
115 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
116 {
117         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
118                 return 0;
119         /* If we get here, we know size is power of two
120          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
121         sb->s_blocksize = size;
122         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
123         return sb->s_blocksize;
124 }
125
126 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
127
128 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
129 {
130         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
131         if (size < minsize)
132                 size = minsize;
133         return sb_set_blocksize(sb, size);
134 }
135
136 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
137
138 static int
139 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
140                 struct buffer_head *bh, int create)
141 {
142         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
143         bh->b_blocknr = iblock;
144         set_buffer_mapped(bh);
145         return 0;
146 }
147
148 static ssize_t
149 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, loff_t offset)
150 {
151         struct file *file = iocb->ki_filp;
152         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
153
154         if (IS_DAX(inode))
155                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, offset, blkdev_get_block,
156                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
157         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter, offset,
158                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
159                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
160 }
161
162 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
163 {
164         if (!bdev)
165                 return 0;
166         if (!wait)
167                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
168         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
169 }
170
171 /*
172  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
173  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
174  */
175 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
176 {
177         return __sync_blockdev(bdev, 1);
178 }
179 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
180
181 /*
182  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
183  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
184  * device.  Takes the superblock lock.
185  */
186 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
187 {
188         struct super_block *sb = get_super(bdev);
189         if (sb) {
190                 int res = sync_filesystem(sb);
191                 drop_super(sb);
192                 return res;
193         }
194         return sync_blockdev(bdev);
195 }
196 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
197
198 /**
199  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
200  * @bdev:       blockdevice to lock
201  *
202  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
203  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
204  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
205  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
206  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
207  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
208  * actually.
209  */
210 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
211 {
212         struct super_block *sb;
213         int error = 0;
214
215         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
216         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
217                 /*
218                  * We don't even need to grab a reference - the first call
219                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
220                  * thaw_bdev drops it.
221                  */
222                 sb = get_super(bdev);
223                 drop_super(sb);
224                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
225                 return sb;
226         }
227
228         sb = get_active_super(bdev);
229         if (!sb)
230                 goto out;
231         if (sb->s_op->freeze_super)
232                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
233         else
234                 error = freeze_super(sb);
235         if (error) {
236                 deactivate_super(sb);
237                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
238                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
239                 return ERR_PTR(error);
240         }
241         deactivate_super(sb);
242  out:
243         sync_blockdev(bdev);
244         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
245         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
246 }
247 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
248
249 /**
250  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
251  * @bdev:       blockdevice to unlock
252  * @sb:         associated superblock
253  *
254  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
255  */
256 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
257 {
258         int error = -EINVAL;
259
260         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
261         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
262                 goto out;
263
264         error = 0;
265         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
266                 goto out;
267
268         if (!sb)
269                 goto out;
270
271         if (sb->s_op->thaw_super)
272                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
273         else
274                 error = thaw_super(sb);
275         if (error) {
276                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
277                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
278                 return error;
279         }
280 out:
281         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
282         return 0;
283 }
284 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
285
286 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
287 {
288         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
289 }
290
291 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
292 {
293         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
294 }
295
296 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
297                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
298 {
299         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
300 }
301
302 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
303                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
304                         struct page **pagep, void **fsdata)
305 {
306         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
307                                  blkdev_get_block);
308 }
309
310 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
311                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
312                         struct page *page, void *fsdata)
313 {
314         int ret;
315         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
316
317         unlock_page(page);
318         page_cache_release(page);
319
320         return ret;
321 }
322
323 /*
324  * private llseek:
325  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
326  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
327  */
328 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
329 {
330         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
331         loff_t retval;
332
333         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
334         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
335         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
336         return retval;
337 }
338         
339 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
340 {
341         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
342         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
343         int error;
344         
345         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
346         if (error)
347                 return error;
348
349         /*
350          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
351          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
352          * O_SYNC writers to a block device.
353          */
354         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
355         if (error == -EOPNOTSUPP)
356                 error = 0;
357
358         return error;
359 }
360 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
361
362 /**
363  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
364  * @bdev: The device to read the page from
365  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
366  * @page: The page to read
367  *
368  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
369  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
370  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
371  *
372  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
373  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
374  * than propagate an error back up the stack.
375  *
376  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
377  */
378 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
379                         struct page *page)
380 {
381         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
382         if (!ops->rw_page)
383                 return -EOPNOTSUPP;
384         return ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
385 }
386 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
387
388 /**
389  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
390  * @bdev: The device to write the page to
391  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
392  * @page: The page to write
393  * @wbc: The writeback_control for the write
394  *
395  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
396  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
397  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
398  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
399  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
400  *
401  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
402  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
403  * than propagate an error back up the stack.
404  *
405  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
406  */
407 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
408                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
409 {
410         int result;
411         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
412         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
413         if (!ops->rw_page)
414                 return -EOPNOTSUPP;
415         set_page_writeback(page);
416         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
417         if (result)
418                 end_page_writeback(page);
419         else
420                 unlock_page(page);
421         return result;
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
424
425 /**
426  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
427  * @bdev: The device containing the memory
428  * @sector: The offset within the device
429  * @addr: Where to put the address of the memory
430  * @pfn: The Page Frame Number for the memory
431  * @size: The number of bytes requested
432  *
433  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
434  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
435  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
436  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
437  * page tables.
438  *
439  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
440  * accessible at this address.
441  */
442 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, sector_t sector,
443                         void **addr, unsigned long *pfn, long size)
444 {
445         long avail;
446         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
447
448         if (size < 0)
449                 return size;
450         if (!ops->direct_access)
451                 return -EOPNOTSUPP;
452         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
453                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
454                 return -ERANGE;
455         sector += get_start_sect(bdev);
456         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
457                 return -EINVAL;
458         avail = ops->direct_access(bdev, sector, addr, pfn, size);
459         if (!avail)
460                 return -ERANGE;
461         return min(avail, size);
462 }
463 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
464
465 /*
466  * pseudo-fs
467  */
468
469 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
470 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
471
472 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
473 {
474         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
475         if (!ei)
476                 return NULL;
477         return &ei->vfs_inode;
478 }
479
480 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
481 {
482         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
483         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
484
485         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
486 }
487
488 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
489 {
490         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
491 }
492
493 static void init_once(void *foo)
494 {
495         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
496         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
497
498         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
499         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
500         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
501         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
502 #ifdef CONFIG_SYSFS
503         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
504 #endif
505         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
506         /* Initialize mutex for freeze. */
507         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
508 }
509
510 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
511 {
512         list_del_init(&inode->i_devices);
513         inode->i_bdev = NULL;
514         inode->i_mapping = &inode->i_data;
515 }
516
517 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
518 {
519         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
520         struct list_head *p;
521         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
522         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
523         clear_inode(inode);
524         spin_lock(&bdev_lock);
525         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
526                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
527         }
528         list_del_init(&bdev->bd_list);
529         spin_unlock(&bdev_lock);
530 }
531
532 static const struct super_operations bdev_sops = {
533         .statfs = simple_statfs,
534         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
535         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
536         .drop_inode = generic_delete_inode,
537         .evict_inode = bdev_evict_inode,
538 };
539
540 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
541         int flags, const char *dev_name, void *data)
542 {
543         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
544 }
545
546 static struct file_system_type bd_type = {
547         .name           = "bdev",
548         .mount          = bd_mount,
549         .kill_sb        = kill_anon_super,
550 };
551
552 static struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
553
554 void __init bdev_cache_init(void)
555 {
556         int err;
557         static struct vfsmount *bd_mnt;
558
559         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
560                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
561                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
562                         init_once);
563         err = register_filesystem(&bd_type);
564         if (err)
565                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
566         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
567         if (IS_ERR(bd_mnt))
568                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
569         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
570 }
571
572 /*
573  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
574  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
575  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
576  */
577 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
578 {
579         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
580 }
581
582 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
583 {
584         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
585 }
586
587 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
588 {
589         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
590         return 0;
591 }
592
593 static LIST_HEAD(all_bdevs);
594
595 struct block_device *bdget(dev_t dev)
596 {
597         struct block_device *bdev;
598         struct inode *inode;
599
600         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
601                         bdev_test, bdev_set, &dev);
602
603         if (!inode)
604                 return NULL;
605
606         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
607
608         if (inode->i_state & I_NEW) {
609                 bdev->bd_contains = NULL;
610                 bdev->bd_super = NULL;
611                 bdev->bd_inode = inode;
612                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
613                 bdev->bd_part_count = 0;
614                 bdev->bd_invalidated = 0;
615                 inode->i_mode = S_IFBLK;
616                 inode->i_rdev = dev;
617                 inode->i_bdev = bdev;
618                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
619                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
620                 spin_lock(&bdev_lock);
621                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
622                 spin_unlock(&bdev_lock);
623                 unlock_new_inode(inode);
624         }
625         return bdev;
626 }
627
628 EXPORT_SYMBOL(bdget);
629
630 /**
631  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
632  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
633  */
634 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
635 {
636         ihold(bdev->bd_inode);
637         return bdev;
638 }
639 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
640
641 long nr_blockdev_pages(void)
642 {
643         struct block_device *bdev;
644         long ret = 0;
645         spin_lock(&bdev_lock);
646         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
647                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
648         }
649         spin_unlock(&bdev_lock);
650         return ret;
651 }
652
653 void bdput(struct block_device *bdev)
654 {
655         iput(bdev->bd_inode);
656 }
657
658 EXPORT_SYMBOL(bdput);
659  
660 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
661 {
662         struct block_device *bdev;
663
664         spin_lock(&bdev_lock);
665         bdev = inode->i_bdev;
666         if (bdev) {
667                 ihold(bdev->bd_inode);
668                 spin_unlock(&bdev_lock);
669                 return bdev;
670         }
671         spin_unlock(&bdev_lock);
672
673         bdev = bdget(inode->i_rdev);
674         if (bdev) {
675                 spin_lock(&bdev_lock);
676                 if (!inode->i_bdev) {
677                         /*
678                          * We take an additional reference to bd_inode,
679                          * and it's released in clear_inode() of inode.
680                          * So, we can access it via ->i_mapping always
681                          * without igrab().
682                          */
683                         ihold(bdev->bd_inode);
684                         inode->i_bdev = bdev;
685                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
686                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
687                 }
688                 spin_unlock(&bdev_lock);
689         }
690         return bdev;
691 }
692
693 int sb_is_blkdev_sb(struct super_block *sb)
694 {
695         return sb == blockdev_superblock;
696 }
697
698 /* Call when you free inode */
699
700 void bd_forget(struct inode *inode)
701 {
702         struct block_device *bdev = NULL;
703
704         spin_lock(&bdev_lock);
705         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
706                 bdev = inode->i_bdev;
707         __bd_forget(inode);
708         spin_unlock(&bdev_lock);
709
710         if (bdev)
711                 iput(bdev->bd_inode);
712 }
713
714 /**
715  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
716  * @bdev: block device of interest
717  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
718  * @holder: holder trying to claim @bdev
719  *
720  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
721  *
722  * CONTEXT:
723  * spin_lock(&bdev_lock).
724  *
725  * RETURNS:
726  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
727  */
728 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
729                          void *holder)
730 {
731         if (bdev->bd_holder == holder)
732                 return true;     /* already a holder */
733         else if (bdev->bd_holder != NULL)
734                 return false;    /* held by someone else */
735         else if (bdev->bd_contains == bdev)
736                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
737
738         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
739                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
740         else if (whole->bd_holder != NULL)
741                 return false;    /* is a partition of a held device */
742         else
743                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
744 }
745
746 /**
747  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
748  * @bdev: block device of interest
749  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
750  * @holder: holder trying to claim @bdev
751  *
752  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
753  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
754  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
755  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
756  *
757  * CONTEXT:
758  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
759  * it multiple times.
760  *
761  * RETURNS:
762  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
763  */
764 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
765                                struct block_device *whole, void *holder)
766 {
767 retry:
768         /* if someone else claimed, fail */
769         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
770                 return -EBUSY;
771
772         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
773         if (whole->bd_claiming) {
774                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
775                 DEFINE_WAIT(wait);
776
777                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
778                 spin_unlock(&bdev_lock);
779                 schedule();
780                 finish_wait(wq, &wait);
781                 spin_lock(&bdev_lock);
782                 goto retry;
783         }
784
785         /* yay, all mine */
786         return 0;
787 }
788
789 /**
790  * bd_start_claiming - start claiming a block device
791  * @bdev: block device of interest
792  * @holder: holder trying to claim @bdev
793  *
794  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
795  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
796  * successful call to this function must be matched with a call to
797  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
798  * fail).
799  *
800  * This function is used to gain exclusive access to the block device
801  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
802  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
803  * access but may subsequently fail.
804  *
805  * CONTEXT:
806  * Might sleep.
807  *
808  * RETURNS:
809  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
810  * value on failure.
811  */
812 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
813                                               void *holder)
814 {
815         struct gendisk *disk;
816         struct block_device *whole;
817         int partno, err;
818
819         might_sleep();
820
821         /*
822          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
823          * and grab the outer block device the hard way.
824          */
825         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
826         if (!disk)
827                 return ERR_PTR(-ENXIO);
828
829         /*
830          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
831          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
832          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
833          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
834          * tracking is broken for those devices but it has always been that
835          * way.
836          */
837         if (partno)
838                 whole = bdget_disk(disk, 0);
839         else
840                 whole = bdgrab(bdev);
841
842         module_put(disk->fops->owner);
843         put_disk(disk);
844         if (!whole)
845                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
846
847         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
848         spin_lock(&bdev_lock);
849
850         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
851         if (err == 0) {
852                 whole->bd_claiming = holder;
853                 spin_unlock(&bdev_lock);
854                 return whole;
855         } else {
856                 spin_unlock(&bdev_lock);
857                 bdput(whole);
858                 return ERR_PTR(err);
859         }
860 }
861
862 #ifdef CONFIG_SYSFS
863 struct bd_holder_disk {
864         struct list_head        list;
865         struct gendisk          *disk;
866         int                     refcnt;
867 };
868
869 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
870                                                   struct gendisk *disk)
871 {
872         struct bd_holder_disk *holder;
873
874         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
875                 if (holder->disk == disk)
876                         return holder;
877         return NULL;
878 }
879
880 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
881 {
882         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
883 }
884
885 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
886 {
887         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
888 }
889
890 /**
891  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
892  * @bdev: the claimed slave bdev
893  * @disk: the holding disk
894  *
895  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
896  *
897  * This functions creates the following sysfs symlinks.
898  *
899  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
900  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
901  *
902  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
903  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
904  *
905  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
906  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
907  *
908  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
909  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
910  * lifetime of these symlinks.
911  *
912  * CONTEXT:
913  * Might sleep.
914  *
915  * RETURNS:
916  * 0 on success, -errno on failure.
917  */
918 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
919 {
920         struct bd_holder_disk *holder;
921         int ret = 0;
922
923         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
924
925         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
926
927         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
928         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
929                 goto out_unlock;
930
931         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
932         if (holder) {
933                 holder->refcnt++;
934                 goto out_unlock;
935         }
936
937         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
938         if (!holder) {
939                 ret = -ENOMEM;
940                 goto out_unlock;
941         }
942
943         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
944         holder->disk = disk;
945         holder->refcnt = 1;
946
947         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
948         if (ret)
949                 goto out_free;
950
951         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
952         if (ret)
953                 goto out_del;
954         /*
955          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
956          * the holder directory.  Hold on to it.
957          */
958         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
959
960         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
961         goto out_unlock;
962
963 out_del:
964         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
965 out_free:
966         kfree(holder);
967 out_unlock:
968         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
969         return ret;
970 }
971 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
972
973 /**
974  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
975  * @bdev: the calimed slave bdev
976  * @disk: the holding disk
977  *
978  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
979  *
980  * CONTEXT:
981  * Might sleep.
982  */
983 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
984 {
985         struct bd_holder_disk *holder;
986
987         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
988
989         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
990
991         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
992                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
993                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
994                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
995                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
996                 list_del_init(&holder->list);
997                 kfree(holder);
998         }
999
1000         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1001 }
1002 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1003 #endif
1004
1005 /**
1006  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1007  *
1008  * @bdev:      struct block device to be flushed
1009  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1010  *
1011  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1012  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1013  * resize.
1014  */
1015 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1016 {
1017         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1018                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
1019
1020                 if (bdev->bd_disk)
1021                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
1022                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1023                        "resized disk %s\n", name);
1024         }
1025
1026         if (!bdev->bd_disk)
1027                 return;
1028         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1029                 bdev->bd_invalidated = 1;
1030 }
1031
1032 /**
1033  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1034  * @disk: struct gendisk to check
1035  * @bdev: struct bdev to adjust.
1036  *
1037  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1038  * and adjusts it if it differs.
1039  */
1040 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1041 {
1042         loff_t disk_size, bdev_size;
1043
1044         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1045         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1046         if (disk_size != bdev_size) {
1047                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1048
1049                 disk_name(disk, 0, name);
1050                 printk(KERN_INFO
1051                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1052                        name, bdev_size, disk_size);
1053                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1054                 flush_disk(bdev, false);
1055         }
1056 }
1057 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1058
1059 /**
1060  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1061  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1062  *
1063  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1064  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1065  * for all revalidate_disk operations.
1066  */
1067 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1068 {
1069         struct block_device *bdev;
1070         int ret = 0;
1071
1072         if (disk->fops->revalidate_disk)
1073                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1074
1075         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1076         if (!bdev)
1077                 return ret;
1078
1079         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1080         check_disk_size_change(disk, bdev);
1081         bdev->bd_invalidated = 0;
1082         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1083         bdput(bdev);
1084         return ret;
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1087
1088 /*
1089  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1090  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1091  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1092  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1093  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1094  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1095  * to lose :-)
1096  */
1097 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1098 {
1099         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1100         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1101         unsigned int events;
1102
1103         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1104                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1105         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1106                 return 0;
1107
1108         flush_disk(bdev, true);
1109         if (bdops->revalidate_disk)
1110                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1111         return 1;
1112 }
1113
1114 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1115
1116 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1117 {
1118         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1119
1120         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1121         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1122         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1123         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1124                 if (size & bsize)
1125                         break;
1126                 bsize <<= 1;
1127         }
1128         bdev->bd_block_size = bsize;
1129         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1130 }
1131 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1132
1133 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1134
1135 /*
1136  * bd_mutex locking:
1137  *
1138  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1139  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1140  */
1141
1142 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1143 {
1144         struct gendisk *disk;
1145         struct module *owner;
1146         int ret;
1147         int partno;
1148         int perm = 0;
1149
1150         if (mode & FMODE_READ)
1151                 perm |= MAY_READ;
1152         if (mode & FMODE_WRITE)
1153                 perm |= MAY_WRITE;
1154         /*
1155          * hooks: /n/, see "layering violations".
1156          */
1157         if (!for_part) {
1158                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1159                 if (ret != 0) {
1160                         bdput(bdev);
1161                         return ret;
1162                 }
1163         }
1164
1165  restart:
1166
1167         ret = -ENXIO;
1168         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1169         if (!disk)
1170                 goto out;
1171         owner = disk->fops->owner;
1172
1173         disk_block_events(disk);
1174         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1175         if (!bdev->bd_openers) {
1176                 bdev->bd_disk = disk;
1177                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1178                 bdev->bd_contains = bdev;
1179                 bdev->bd_inode->i_flags = disk->fops->direct_access ? S_DAX : 0;
1180                 if (!partno) {
1181                         ret = -ENXIO;
1182                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1183                         if (!bdev->bd_part)
1184                                 goto out_clear;
1185
1186                         ret = 0;
1187                         if (disk->fops->open) {
1188                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1189                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1190                                         /* Lost a race with 'disk' being
1191                                          * deleted, try again.
1192                                          * See md.c
1193                                          */
1194                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1195                                         bdev->bd_part = NULL;
1196                                         bdev->bd_disk = NULL;
1197                                         bdev->bd_queue = NULL;
1198                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1199                                         disk_unblock_events(disk);
1200                                         put_disk(disk);
1201                                         module_put(owner);
1202                                         goto restart;
1203                                 }
1204                         }
1205
1206                         if (!ret)
1207                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1208
1209                         /*
1210                          * If the device is invalidated, rescan partition
1211                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1212                          * The latter is necessary to prevent ghost
1213                          * partitions on a removed medium.
1214                          */
1215                         if (bdev->bd_invalidated) {
1216                                 if (!ret)
1217                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1218                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1219                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1220                         }
1221                         if (ret)
1222                                 goto out_clear;
1223                 } else {
1224                         struct block_device *whole;
1225                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1226                         ret = -ENOMEM;
1227                         if (!whole)
1228                                 goto out_clear;
1229                         BUG_ON(for_part);
1230                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1231                         if (ret)
1232                                 goto out_clear;
1233                         bdev->bd_contains = whole;
1234                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1235                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1236                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1237                                 ret = -ENXIO;
1238                                 goto out_clear;
1239                         }
1240                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1241                 }
1242         } else {
1243                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1244                         ret = 0;
1245                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1246                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1247                         /* the same as first opener case, read comment there */
1248                         if (bdev->bd_invalidated) {
1249                                 if (!ret)
1250                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1251                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1252                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1253                         }
1254                         if (ret)
1255                                 goto out_unlock_bdev;
1256                 }
1257                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1258                 put_disk(disk);
1259                 module_put(owner);
1260         }
1261         bdev->bd_openers++;
1262         if (for_part)
1263                 bdev->bd_part_count++;
1264         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1265         disk_unblock_events(disk);
1266         return 0;
1267
1268  out_clear:
1269         disk_put_part(bdev->bd_part);
1270         bdev->bd_disk = NULL;
1271         bdev->bd_part = NULL;
1272         bdev->bd_queue = NULL;
1273         if (bdev != bdev->bd_contains)
1274                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1275         bdev->bd_contains = NULL;
1276  out_unlock_bdev:
1277         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1278         disk_unblock_events(disk);
1279         put_disk(disk);
1280         module_put(owner);
1281  out:
1282         bdput(bdev);
1283
1284         return ret;
1285 }
1286
1287 /**
1288  * blkdev_get - open a block device
1289  * @bdev: block_device to open
1290  * @mode: FMODE_* mask
1291  * @holder: exclusive holder identifier
1292  *
1293  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1294  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1295  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1296  *
1297  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1298  * @bdev is put.
1299  *
1300  * CONTEXT:
1301  * Might sleep.
1302  *
1303  * RETURNS:
1304  * 0 on success, -errno on failure.
1305  */
1306 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1307 {
1308         struct block_device *whole = NULL;
1309         int res;
1310
1311         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1312
1313         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1314                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1315                 if (IS_ERR(whole)) {
1316                         bdput(bdev);
1317                         return PTR_ERR(whole);
1318                 }
1319         }
1320
1321         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1322
1323         if (whole) {
1324                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1325
1326                 /* finish claiming */
1327                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1328                 spin_lock(&bdev_lock);
1329
1330                 if (!res) {
1331                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1332                         /*
1333                          * Note that for a whole device bd_holders
1334                          * will be incremented twice, and bd_holder
1335                          * will be set to bd_may_claim before being
1336                          * set to holder
1337                          */
1338                         whole->bd_holders++;
1339                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1340                         bdev->bd_holders++;
1341                         bdev->bd_holder = holder;
1342                 }
1343
1344                 /* tell others that we're done */
1345                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1346                 whole->bd_claiming = NULL;
1347                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1348
1349                 spin_unlock(&bdev_lock);
1350
1351                 /*
1352                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1353                  * write holder makes the write_holder state stick until
1354                  * all are released.  This is good enough and tracking
1355                  * individual writeable reference is too fragile given the
1356                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1357                  */
1358                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1359                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1360                         bdev->bd_write_holder = true;
1361                         disk_block_events(disk);
1362                 }
1363
1364                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1365                 bdput(whole);
1366         }
1367
1368         return res;
1369 }
1370 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1371
1372 /**
1373  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1374  * @path: path to the block device to open
1375  * @mode: FMODE_* mask
1376  * @holder: exclusive holder identifier
1377  *
1378  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1379  * and @holder are identical to blkdev_get().
1380  *
1381  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1382  *
1383  * CONTEXT:
1384  * Might sleep.
1385  *
1386  * RETURNS:
1387  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1388  */
1389 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1390                                         void *holder)
1391 {
1392         struct block_device *bdev;
1393         int err;
1394
1395         bdev = lookup_bdev(path);
1396         if (IS_ERR(bdev))
1397                 return bdev;
1398
1399         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1400         if (err)
1401                 return ERR_PTR(err);
1402
1403         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1404                 blkdev_put(bdev, mode);
1405                 return ERR_PTR(-EACCES);
1406         }
1407
1408         return bdev;
1409 }
1410 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1411
1412 /**
1413  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1414  * @dev: device number of block device to open
1415  * @mode: FMODE_* mask
1416  * @holder: exclusive holder identifier
1417  *
1418  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1419  * @holder are identical to blkdev_get().
1420  *
1421  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1422  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1423  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1424  * ever need it - reconsider your API.
1425  *
1426  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1427  *
1428  * CONTEXT:
1429  * Might sleep.
1430  *
1431  * RETURNS:
1432  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1433  */
1434 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1435 {
1436         struct block_device *bdev;
1437         int err;
1438
1439         bdev = bdget(dev);
1440         if (!bdev)
1441                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1442
1443         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1444         if (err)
1445                 return ERR_PTR(err);
1446
1447         return bdev;
1448 }
1449 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1450
1451 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1452 {
1453         struct block_device *bdev;
1454
1455         /*
1456          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1457          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1458          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1459          * during an unstable branch.
1460          */
1461         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1462
1463         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1464                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1465         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1466                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1467         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1468                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1469
1470         bdev = bd_acquire(inode);
1471         if (bdev == NULL)
1472                 return -ENOMEM;
1473
1474         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1475
1476         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1477 }
1478
1479 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1480 {
1481         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1482         struct block_device *victim = NULL;
1483
1484         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1485         if (for_part)
1486                 bdev->bd_part_count--;
1487
1488         if (!--bdev->bd_openers) {
1489                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1490                 sync_blockdev(bdev);
1491                 kill_bdev(bdev);
1492                 /*
1493                  * ->release can cause the queue to disappear, so flush all
1494                  * dirty data before.
1495                  */
1496                 bdev_write_inode(bdev->bd_inode);
1497         }
1498         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1499                 if (disk->fops->release)
1500                         disk->fops->release(disk, mode);
1501         }
1502         if (!bdev->bd_openers) {
1503                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1504
1505                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1506                 bdev->bd_part = NULL;
1507                 bdev->bd_disk = NULL;
1508                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1509                         victim = bdev->bd_contains;
1510                 bdev->bd_contains = NULL;
1511
1512                 put_disk(disk);
1513                 module_put(owner);
1514         }
1515         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1516         bdput(bdev);
1517         if (victim)
1518                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1519 }
1520
1521 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1522 {
1523         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1524
1525         if (mode & FMODE_EXCL) {
1526                 bool bdev_free;
1527
1528                 /*
1529                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1530                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1531                  * synchronize disk_holder unlinking.
1532                  */
1533                 spin_lock(&bdev_lock);
1534
1535                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1536                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1537
1538                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1539                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1540                         bdev->bd_holder = NULL;
1541                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1542                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1543
1544                 spin_unlock(&bdev_lock);
1545
1546                 /*
1547                  * If this was the last claim, remove holder link and
1548                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1549                  */
1550                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1551                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1552                         bdev->bd_write_holder = false;
1553                 }
1554         }
1555
1556         /*
1557          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1558          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1559          * from userland - e.g. eject(1).
1560          */
1561         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1562
1563         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1564
1565         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1566 }
1567 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1568
1569 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1570 {
1571         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1572         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1573         return 0;
1574 }
1575
1576 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1577 {
1578         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1579         fmode_t mode = file->f_mode;
1580
1581         /*
1582          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1583          * to updated it before every ioctl.
1584          */
1585         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1586                 mode |= FMODE_NDELAY;
1587         else
1588                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1589
1590         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1595  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1596  *
1597  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1598  * use.
1599  */
1600 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1601 {
1602         struct file *file = iocb->ki_filp;
1603         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1604         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1605         struct blk_plug plug;
1606         ssize_t ret;
1607
1608         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1609                 return -EPERM;
1610
1611         if (!iov_iter_count(from))
1612                 return 0;
1613
1614         if (iocb->ki_pos >= size)
1615                 return -ENOSPC;
1616
1617         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1618
1619         blk_start_plug(&plug);
1620         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1621         if (ret > 0) {
1622                 ssize_t err;
1623                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1624                 if (err < 0)
1625                         ret = err;
1626         }
1627         blk_finish_plug(&plug);
1628         return ret;
1629 }
1630 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1631
1632 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1633 {
1634         struct file *file = iocb->ki_filp;
1635         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1636         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1637         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1638
1639         if (pos >= size)
1640                 return 0;
1641
1642         size -= pos;
1643         iov_iter_truncate(to, size);
1644         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1645 }
1646 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1647
1648 /*
1649  * Try to release a page associated with block device when the system
1650  * is under memory pressure.
1651  */
1652 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1653 {
1654         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1655
1656         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1657                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1658
1659         return try_to_free_buffers(page);
1660 }
1661
1662 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1663         .readpage       = blkdev_readpage,
1664         .readpages      = blkdev_readpages,
1665         .writepage      = blkdev_writepage,
1666         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1667         .write_end      = blkdev_write_end,
1668         .writepages     = generic_writepages,
1669         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1670         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1671         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1672 };
1673
1674 const struct file_operations def_blk_fops = {
1675         .open           = blkdev_open,
1676         .release        = blkdev_close,
1677         .llseek         = block_llseek,
1678         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1679         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1680         .mmap           = generic_file_mmap,
1681         .fsync          = blkdev_fsync,
1682         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1683 #ifdef CONFIG_COMPAT
1684         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1685 #endif
1686         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1687         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1688 };
1689
1690 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1691 {
1692         int res;
1693         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1694         set_fs(KERNEL_DS);
1695         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1696         set_fs(old_fs);
1697         return res;
1698 }
1699
1700 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1701
1702 /**
1703  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1704  * @pathname:   special file representing the block device
1705  *
1706  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1707  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1708  * otherwise.
1709  */
1710 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1711 {
1712         struct block_device *bdev;
1713         struct inode *inode;
1714         struct path path;
1715         int error;
1716
1717         if (!pathname || !*pathname)
1718                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1719
1720         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1721         if (error)
1722                 return ERR_PTR(error);
1723
1724         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1725         error = -ENOTBLK;
1726         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1727                 goto fail;
1728         error = -EACCES;
1729         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1730                 goto fail;
1731         error = -ENOMEM;
1732         bdev = bd_acquire(inode);
1733         if (!bdev)
1734                 goto fail;
1735 out:
1736         path_put(&path);
1737         return bdev;
1738 fail:
1739         bdev = ERR_PTR(error);
1740         goto out;
1741 }
1742 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1743
1744 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1745 {
1746         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1747         int res = 0;
1748
1749         if (sb) {
1750                 /*
1751                  * no need to lock the super, get_super holds the
1752                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1753                  * under us (->put_super runs with the write lock
1754                  * hold).
1755                  */
1756                 shrink_dcache_sb(sb);
1757                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1758                 drop_super(sb);
1759         }
1760         invalidate_bdev(bdev);
1761         return res;
1762 }
1763 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1764
1765 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1766 {
1767         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1768
1769         spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1770         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1771                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1772
1773                 spin_lock(&inode->i_lock);
1774                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1775                     mapping->nrpages == 0) {
1776                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1777                         continue;
1778                 }
1779                 __iget(inode);
1780                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1781                 spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1782                 /*
1783                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1784                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1785                  * inode_sb_list_lock.  We cannot iput the inode now as we can
1786                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1787                  * inode_sb_list_lock. So we keep the reference and iput it
1788                  * later.
1789                  */
1790                 iput(old_inode);
1791                 old_inode = inode;
1792
1793                 func(I_BDEV(inode), arg);
1794
1795                 spin_lock(&inode_sb_list_lock);
1796         }
1797         spin_unlock(&inode_sb_list_lock);
1798         iput(old_inode);
1799 }