Adding breaktrace & disabling timer migration
[kvmfornfv.git] / kernel / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/magic.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/swap.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/mpage.h>
26 #include <linux/mount.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/namei.h>
29 #include <linux/log2.h>
30 #include <linux/cleancache.h>
31 #include <linux/dax.h>
32 #include <asm/uaccess.h>
33 #include "internal.h"
34
35 struct bdev_inode {
36         struct block_device bdev;
37         struct inode vfs_inode;
38 };
39
40 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
41
42 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
43 {
44         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
45 }
46
47 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
48 {
49         return &BDEV_I(inode)->bdev;
50 }
51 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
52
53 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
54 {
55         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
56         int ret;
57
58         spin_lock(&inode->i_lock);
59         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
60                 spin_unlock(&inode->i_lock);
61                 ret = write_inode_now(inode, true);
62                 if (ret) {
63                         char name[BDEVNAME_SIZE];
64                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
65                                             "for block device %s (err=%d).\n",
66                                             bdevname(bdev, name), ret);
67                 }
68                 spin_lock(&inode->i_lock);
69         }
70         spin_unlock(&inode->i_lock);
71 }
72
73 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
74 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
75 {
76         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
77
78         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrshadows == 0)
79                 return;
80
81         invalidate_bh_lrus();
82         truncate_inode_pages(mapping, 0);
83 }       
84 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
85
86 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
87 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
88 {
89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
90
91         if (mapping->nrpages == 0)
92                 return;
93
94         invalidate_bh_lrus();
95         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
96         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
97         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
98          * But, for the strange corners, lets be cautious
99          */
100         cleancache_invalidate_inode(mapping);
101 }
102 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
103
104 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
105 {
106         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
107         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
108                 return -EINVAL;
109
110         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
111         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
112                 return -EINVAL;
113
114         /* Don't change the size if it is same as current */
115         if (bdev->bd_block_size != size) {
116                 sync_blockdev(bdev);
117                 bdev->bd_block_size = size;
118                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
119                 kill_bdev(bdev);
120         }
121         return 0;
122 }
123
124 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
125
126 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
127 {
128         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
129                 return 0;
130         /* If we get here, we know size is power of two
131          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
132         sb->s_blocksize = size;
133         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
134         return sb->s_blocksize;
135 }
136
137 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
138
139 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
140 {
141         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
142         if (size < minsize)
143                 size = minsize;
144         return sb_set_blocksize(sb, size);
145 }
146
147 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
148
149 static int
150 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
151                 struct buffer_head *bh, int create)
152 {
153         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
154         bh->b_blocknr = iblock;
155         set_buffer_mapped(bh);
156         return 0;
157 }
158
159 static ssize_t
160 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, loff_t offset)
161 {
162         struct file *file = iocb->ki_filp;
163         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
164
165         if (IS_DAX(inode))
166                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, offset, blkdev_get_block,
167                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
168         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter, offset,
169                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
170                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
171 }
172
173 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
174 {
175         if (!bdev)
176                 return 0;
177         if (!wait)
178                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
179         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
180 }
181
182 /*
183  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
184  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
185  */
186 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
187 {
188         return __sync_blockdev(bdev, 1);
189 }
190 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
191
192 /*
193  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
194  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
195  * device.  Takes the superblock lock.
196  */
197 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
198 {
199         struct super_block *sb = get_super(bdev);
200         if (sb) {
201                 int res = sync_filesystem(sb);
202                 drop_super(sb);
203                 return res;
204         }
205         return sync_blockdev(bdev);
206 }
207 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
208
209 /**
210  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
211  * @bdev:       blockdevice to lock
212  *
213  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
214  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
215  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
216  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
217  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
218  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
219  * actually.
220  */
221 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
222 {
223         struct super_block *sb;
224         int error = 0;
225
226         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
227         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
228                 /*
229                  * We don't even need to grab a reference - the first call
230                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
231                  * thaw_bdev drops it.
232                  */
233                 sb = get_super(bdev);
234                 drop_super(sb);
235                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
236                 return sb;
237         }
238
239         sb = get_active_super(bdev);
240         if (!sb)
241                 goto out;
242         if (sb->s_op->freeze_super)
243                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
244         else
245                 error = freeze_super(sb);
246         if (error) {
247                 deactivate_super(sb);
248                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
249                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
250                 return ERR_PTR(error);
251         }
252         deactivate_super(sb);
253  out:
254         sync_blockdev(bdev);
255         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
256         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
257 }
258 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
259
260 /**
261  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
262  * @bdev:       blockdevice to unlock
263  * @sb:         associated superblock
264  *
265  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
266  */
267 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
268 {
269         int error = -EINVAL;
270
271         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
272         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
273                 goto out;
274
275         error = 0;
276         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
277                 goto out;
278
279         if (!sb)
280                 goto out;
281
282         if (sb->s_op->thaw_super)
283                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
284         else
285                 error = thaw_super(sb);
286         if (error) {
287                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
288                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
289                 return error;
290         }
291 out:
292         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
293         return 0;
294 }
295 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
296
297 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
298 {
299         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
300 }
301
302 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
303 {
304         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
305 }
306
307 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
308                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
309 {
310         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
311 }
312
313 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
314                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
315                         struct page **pagep, void **fsdata)
316 {
317         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
318                                  blkdev_get_block);
319 }
320
321 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
322                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
323                         struct page *page, void *fsdata)
324 {
325         int ret;
326         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
327
328         unlock_page(page);
329         page_cache_release(page);
330
331         return ret;
332 }
333
334 /*
335  * private llseek:
336  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
337  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
338  */
339 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
340 {
341         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
342         loff_t retval;
343
344         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
345         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
346         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
347         return retval;
348 }
349         
350 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
351 {
352         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
353         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
354         int error;
355         
356         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
357         if (error)
358                 return error;
359
360         /*
361          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
362          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
363          * O_SYNC writers to a block device.
364          */
365         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
366         if (error == -EOPNOTSUPP)
367                 error = 0;
368
369         return error;
370 }
371 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
372
373 /**
374  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
375  * @bdev: The device to read the page from
376  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
377  * @page: The page to read
378  *
379  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
380  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
381  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
382  *
383  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
384  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
385  * than propagate an error back up the stack.
386  *
387  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
388  */
389 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
390                         struct page *page)
391 {
392         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
393         int result = -EOPNOTSUPP;
394
395         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
396                 return result;
397
398         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, GFP_KERNEL);
399         if (result)
400                 return result;
401         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
402         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
403         return result;
404 }
405 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
406
407 /**
408  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
409  * @bdev: The device to write the page to
410  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
411  * @page: The page to write
412  * @wbc: The writeback_control for the write
413  *
414  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
415  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
416  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
417  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
418  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
419  *
420  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
421  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
422  * than propagate an error back up the stack.
423  *
424  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
425  */
426 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
427                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
428 {
429         int result;
430         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
431         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
432
433         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
434                 return -EOPNOTSUPP;
435         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, GFP_KERNEL);
436         if (result)
437                 return result;
438
439         set_page_writeback(page);
440         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
441         if (result)
442                 end_page_writeback(page);
443         else
444                 unlock_page(page);
445         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
446         return result;
447 }
448 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
449
450 /**
451  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
452  * @bdev: The device containing the memory
453  * @sector: The offset within the device
454  * @addr: Where to put the address of the memory
455  * @pfn: The Page Frame Number for the memory
456  * @size: The number of bytes requested
457  *
458  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
459  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
460  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
461  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
462  * page tables.
463  *
464  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
465  * accessible at this address.
466  */
467 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, sector_t sector,
468                         void __pmem **addr, unsigned long *pfn, long size)
469 {
470         long avail;
471         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
472
473         /*
474          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
475          * memory directly accessible.
476          */
477         might_sleep();
478
479         if (size < 0)
480                 return size;
481         if (!ops->direct_access)
482                 return -EOPNOTSUPP;
483         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
484                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
485                 return -ERANGE;
486         sector += get_start_sect(bdev);
487         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
488                 return -EINVAL;
489         avail = ops->direct_access(bdev, sector, addr, pfn);
490         if (!avail)
491                 return -ERANGE;
492         return min(avail, size);
493 }
494 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
495
496 /*
497  * pseudo-fs
498  */
499
500 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
501 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
502
503 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
504 {
505         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
506         if (!ei)
507                 return NULL;
508         return &ei->vfs_inode;
509 }
510
511 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
512 {
513         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
514         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
515
516         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
517 }
518
519 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
520 {
521         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
522 }
523
524 static void init_once(void *foo)
525 {
526         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
527         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
528
529         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
530         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
531         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
532         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
533 #ifdef CONFIG_SYSFS
534         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
535 #endif
536         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
537         /* Initialize mutex for freeze. */
538         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
539 }
540
541 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
542 {
543         list_del_init(&inode->i_devices);
544         inode->i_bdev = NULL;
545         inode->i_mapping = &inode->i_data;
546 }
547
548 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
549 {
550         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
551         struct list_head *p;
552         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
553         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
554         clear_inode(inode);
555         spin_lock(&bdev_lock);
556         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
557                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
558         }
559         list_del_init(&bdev->bd_list);
560         spin_unlock(&bdev_lock);
561 }
562
563 static const struct super_operations bdev_sops = {
564         .statfs = simple_statfs,
565         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
566         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
567         .drop_inode = generic_delete_inode,
568         .evict_inode = bdev_evict_inode,
569 };
570
571 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
572         int flags, const char *dev_name, void *data)
573 {
574         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
575 }
576
577 static struct file_system_type bd_type = {
578         .name           = "bdev",
579         .mount          = bd_mount,
580         .kill_sb        = kill_anon_super,
581 };
582
583 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
584 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
585
586 void __init bdev_cache_init(void)
587 {
588         int err;
589         static struct vfsmount *bd_mnt;
590
591         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
592                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
593                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
594                         init_once);
595         err = register_filesystem(&bd_type);
596         if (err)
597                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
598         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
599         if (IS_ERR(bd_mnt))
600                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
601         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
602 }
603
604 /*
605  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
606  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
607  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
608  */
609 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
610 {
611         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
612 }
613
614 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
615 {
616         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
617 }
618
619 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
620 {
621         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
622         return 0;
623 }
624
625 static LIST_HEAD(all_bdevs);
626
627 struct block_device *bdget(dev_t dev)
628 {
629         struct block_device *bdev;
630         struct inode *inode;
631
632         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
633                         bdev_test, bdev_set, &dev);
634
635         if (!inode)
636                 return NULL;
637
638         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
639
640         if (inode->i_state & I_NEW) {
641                 bdev->bd_contains = NULL;
642                 bdev->bd_super = NULL;
643                 bdev->bd_inode = inode;
644                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
645                 bdev->bd_part_count = 0;
646                 bdev->bd_invalidated = 0;
647                 inode->i_mode = S_IFBLK;
648                 inode->i_rdev = dev;
649                 inode->i_bdev = bdev;
650                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
651                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
652                 spin_lock(&bdev_lock);
653                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
654                 spin_unlock(&bdev_lock);
655                 unlock_new_inode(inode);
656         }
657         return bdev;
658 }
659
660 EXPORT_SYMBOL(bdget);
661
662 /**
663  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
664  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
665  */
666 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
667 {
668         ihold(bdev->bd_inode);
669         return bdev;
670 }
671 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
672
673 long nr_blockdev_pages(void)
674 {
675         struct block_device *bdev;
676         long ret = 0;
677         spin_lock(&bdev_lock);
678         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
679                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
680         }
681         spin_unlock(&bdev_lock);
682         return ret;
683 }
684
685 void bdput(struct block_device *bdev)
686 {
687         iput(bdev->bd_inode);
688 }
689
690 EXPORT_SYMBOL(bdput);
691  
692 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
693 {
694         struct block_device *bdev;
695
696         spin_lock(&bdev_lock);
697         bdev = inode->i_bdev;
698         if (bdev) {
699                 ihold(bdev->bd_inode);
700                 spin_unlock(&bdev_lock);
701                 return bdev;
702         }
703         spin_unlock(&bdev_lock);
704
705         bdev = bdget(inode->i_rdev);
706         if (bdev) {
707                 spin_lock(&bdev_lock);
708                 if (!inode->i_bdev) {
709                         /*
710                          * We take an additional reference to bd_inode,
711                          * and it's released in clear_inode() of inode.
712                          * So, we can access it via ->i_mapping always
713                          * without igrab().
714                          */
715                         ihold(bdev->bd_inode);
716                         inode->i_bdev = bdev;
717                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
718                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
719                 }
720                 spin_unlock(&bdev_lock);
721         }
722         return bdev;
723 }
724
725 /* Call when you free inode */
726
727 void bd_forget(struct inode *inode)
728 {
729         struct block_device *bdev = NULL;
730
731         spin_lock(&bdev_lock);
732         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
733                 bdev = inode->i_bdev;
734         __bd_forget(inode);
735         spin_unlock(&bdev_lock);
736
737         if (bdev)
738                 iput(bdev->bd_inode);
739 }
740
741 /**
742  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
743  * @bdev: block device of interest
744  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
745  * @holder: holder trying to claim @bdev
746  *
747  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
748  *
749  * CONTEXT:
750  * spin_lock(&bdev_lock).
751  *
752  * RETURNS:
753  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
754  */
755 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
756                          void *holder)
757 {
758         if (bdev->bd_holder == holder)
759                 return true;     /* already a holder */
760         else if (bdev->bd_holder != NULL)
761                 return false;    /* held by someone else */
762         else if (whole == bdev)
763                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
764
765         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
766                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
767         else if (whole->bd_holder != NULL)
768                 return false;    /* is a partition of a held device */
769         else
770                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
771 }
772
773 /**
774  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
775  * @bdev: block device of interest
776  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
777  * @holder: holder trying to claim @bdev
778  *
779  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
780  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
781  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
782  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
783  *
784  * CONTEXT:
785  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
786  * it multiple times.
787  *
788  * RETURNS:
789  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
790  */
791 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
792                                struct block_device *whole, void *holder)
793 {
794 retry:
795         /* if someone else claimed, fail */
796         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
797                 return -EBUSY;
798
799         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
800         if (whole->bd_claiming) {
801                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
802                 DEFINE_WAIT(wait);
803
804                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
805                 spin_unlock(&bdev_lock);
806                 schedule();
807                 finish_wait(wq, &wait);
808                 spin_lock(&bdev_lock);
809                 goto retry;
810         }
811
812         /* yay, all mine */
813         return 0;
814 }
815
816 /**
817  * bd_start_claiming - start claiming a block device
818  * @bdev: block device of interest
819  * @holder: holder trying to claim @bdev
820  *
821  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
822  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
823  * successful call to this function must be matched with a call to
824  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
825  * fail).
826  *
827  * This function is used to gain exclusive access to the block device
828  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
829  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
830  * access but may subsequently fail.
831  *
832  * CONTEXT:
833  * Might sleep.
834  *
835  * RETURNS:
836  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
837  * value on failure.
838  */
839 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
840                                               void *holder)
841 {
842         struct gendisk *disk;
843         struct block_device *whole;
844         int partno, err;
845
846         might_sleep();
847
848         /*
849          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
850          * and grab the outer block device the hard way.
851          */
852         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
853         if (!disk)
854                 return ERR_PTR(-ENXIO);
855
856         /*
857          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
858          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
859          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
860          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
861          * tracking is broken for those devices but it has always been that
862          * way.
863          */
864         if (partno)
865                 whole = bdget_disk(disk, 0);
866         else
867                 whole = bdgrab(bdev);
868
869         module_put(disk->fops->owner);
870         put_disk(disk);
871         if (!whole)
872                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
873
874         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
875         spin_lock(&bdev_lock);
876
877         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
878         if (err == 0) {
879                 whole->bd_claiming = holder;
880                 spin_unlock(&bdev_lock);
881                 return whole;
882         } else {
883                 spin_unlock(&bdev_lock);
884                 bdput(whole);
885                 return ERR_PTR(err);
886         }
887 }
888
889 #ifdef CONFIG_SYSFS
890 struct bd_holder_disk {
891         struct list_head        list;
892         struct gendisk          *disk;
893         int                     refcnt;
894 };
895
896 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
897                                                   struct gendisk *disk)
898 {
899         struct bd_holder_disk *holder;
900
901         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
902                 if (holder->disk == disk)
903                         return holder;
904         return NULL;
905 }
906
907 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
908 {
909         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
910 }
911
912 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
913 {
914         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
915 }
916
917 /**
918  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
919  * @bdev: the claimed slave bdev
920  * @disk: the holding disk
921  *
922  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
923  *
924  * This functions creates the following sysfs symlinks.
925  *
926  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
927  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
928  *
929  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
930  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
931  *
932  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
933  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
934  *
935  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
936  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
937  * lifetime of these symlinks.
938  *
939  * CONTEXT:
940  * Might sleep.
941  *
942  * RETURNS:
943  * 0 on success, -errno on failure.
944  */
945 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
946 {
947         struct bd_holder_disk *holder;
948         int ret = 0;
949
950         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
951
952         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
953
954         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
955         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
956                 goto out_unlock;
957
958         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
959         if (holder) {
960                 holder->refcnt++;
961                 goto out_unlock;
962         }
963
964         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
965         if (!holder) {
966                 ret = -ENOMEM;
967                 goto out_unlock;
968         }
969
970         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
971         holder->disk = disk;
972         holder->refcnt = 1;
973
974         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
975         if (ret)
976                 goto out_free;
977
978         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
979         if (ret)
980                 goto out_del;
981         /*
982          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
983          * the holder directory.  Hold on to it.
984          */
985         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
986
987         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
988         goto out_unlock;
989
990 out_del:
991         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
992 out_free:
993         kfree(holder);
994 out_unlock:
995         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
996         return ret;
997 }
998 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
999
1000 /**
1001  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1002  * @bdev: the calimed slave bdev
1003  * @disk: the holding disk
1004  *
1005  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1006  *
1007  * CONTEXT:
1008  * Might sleep.
1009  */
1010 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1011 {
1012         struct bd_holder_disk *holder;
1013
1014         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1015
1016         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1017
1018         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1019                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1020                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1021                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1022                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1023                 list_del_init(&holder->list);
1024                 kfree(holder);
1025         }
1026
1027         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1028 }
1029 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1030 #endif
1031
1032 /**
1033  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1034  *
1035  * @bdev:      struct block device to be flushed
1036  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1037  *
1038  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1039  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1040  * resize.
1041  */
1042 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1043 {
1044         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1045                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
1046
1047                 if (bdev->bd_disk)
1048                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
1049                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1050                        "resized disk %s\n", name);
1051         }
1052
1053         if (!bdev->bd_disk)
1054                 return;
1055         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1056                 bdev->bd_invalidated = 1;
1057 }
1058
1059 /**
1060  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1061  * @disk: struct gendisk to check
1062  * @bdev: struct bdev to adjust.
1063  *
1064  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1065  * and adjusts it if it differs.
1066  */
1067 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1068 {
1069         loff_t disk_size, bdev_size;
1070
1071         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1072         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1073         if (disk_size != bdev_size) {
1074                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1075
1076                 disk_name(disk, 0, name);
1077                 printk(KERN_INFO
1078                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1079                        name, bdev_size, disk_size);
1080                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1081                 flush_disk(bdev, false);
1082         }
1083 }
1084 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1085
1086 /**
1087  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1088  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1089  *
1090  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1091  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1092  * for all revalidate_disk operations.
1093  */
1094 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1095 {
1096         struct block_device *bdev;
1097         int ret = 0;
1098
1099         if (disk->fops->revalidate_disk)
1100                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1101         blk_integrity_revalidate(disk);
1102         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1103         if (!bdev)
1104                 return ret;
1105
1106         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1107         check_disk_size_change(disk, bdev);
1108         bdev->bd_invalidated = 0;
1109         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1110         bdput(bdev);
1111         return ret;
1112 }
1113 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1114
1115 /*
1116  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1117  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1118  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1119  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1120  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1121  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1122  * to lose :-)
1123  */
1124 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1125 {
1126         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1127         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1128         unsigned int events;
1129
1130         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1131                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1132         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1133                 return 0;
1134
1135         flush_disk(bdev, true);
1136         if (bdops->revalidate_disk)
1137                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1138         return 1;
1139 }
1140
1141 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1142
1143 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1144 {
1145         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1146
1147         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1148         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1149         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1150         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1151                 if (size & bsize)
1152                         break;
1153                 bsize <<= 1;
1154         }
1155         bdev->bd_block_size = bsize;
1156         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1157 }
1158 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1159
1160 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1161
1162 /*
1163  * bd_mutex locking:
1164  *
1165  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1166  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1167  */
1168
1169 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1170 {
1171         struct gendisk *disk;
1172         struct module *owner;
1173         int ret;
1174         int partno;
1175         int perm = 0;
1176
1177         if (mode & FMODE_READ)
1178                 perm |= MAY_READ;
1179         if (mode & FMODE_WRITE)
1180                 perm |= MAY_WRITE;
1181         /*
1182          * hooks: /n/, see "layering violations".
1183          */
1184         if (!for_part) {
1185                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1186                 if (ret != 0) {
1187                         bdput(bdev);
1188                         return ret;
1189                 }
1190         }
1191
1192  restart:
1193
1194         ret = -ENXIO;
1195         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1196         if (!disk)
1197                 goto out;
1198         owner = disk->fops->owner;
1199
1200         disk_block_events(disk);
1201         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1202         if (!bdev->bd_openers) {
1203                 bdev->bd_disk = disk;
1204                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1205                 bdev->bd_contains = bdev;
1206                 bdev->bd_inode->i_flags = disk->fops->direct_access ? S_DAX : 0;
1207                 if (!partno) {
1208                         ret = -ENXIO;
1209                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1210                         if (!bdev->bd_part)
1211                                 goto out_clear;
1212
1213                         ret = 0;
1214                         if (disk->fops->open) {
1215                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1216                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1217                                         /* Lost a race with 'disk' being
1218                                          * deleted, try again.
1219                                          * See md.c
1220                                          */
1221                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1222                                         bdev->bd_part = NULL;
1223                                         bdev->bd_disk = NULL;
1224                                         bdev->bd_queue = NULL;
1225                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1226                                         disk_unblock_events(disk);
1227                                         put_disk(disk);
1228                                         module_put(owner);
1229                                         goto restart;
1230                                 }
1231                         }
1232
1233                         if (!ret)
1234                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1235
1236                         /*
1237                          * If the device is invalidated, rescan partition
1238                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1239                          * The latter is necessary to prevent ghost
1240                          * partitions on a removed medium.
1241                          */
1242                         if (bdev->bd_invalidated) {
1243                                 if (!ret)
1244                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1245                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1246                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1247                         }
1248                         if (ret)
1249                                 goto out_clear;
1250                 } else {
1251                         struct block_device *whole;
1252                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1253                         ret = -ENOMEM;
1254                         if (!whole)
1255                                 goto out_clear;
1256                         BUG_ON(for_part);
1257                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1258                         if (ret)
1259                                 goto out_clear;
1260                         bdev->bd_contains = whole;
1261                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1262                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1263                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1264                                 ret = -ENXIO;
1265                                 goto out_clear;
1266                         }
1267                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1268                         /*
1269                          * If the partition is not aligned on a page
1270                          * boundary, we can't do dax I/O to it.
1271                          */
1272                         if ((bdev->bd_part->start_sect % (PAGE_SIZE / 512)) ||
1273                             (bdev->bd_part->nr_sects % (PAGE_SIZE / 512)))
1274                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1275                 }
1276         } else {
1277                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1278                         ret = 0;
1279                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1280                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1281                         /* the same as first opener case, read comment there */
1282                         if (bdev->bd_invalidated) {
1283                                 if (!ret)
1284                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1285                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1286                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1287                         }
1288                         if (ret)
1289                                 goto out_unlock_bdev;
1290                 }
1291                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1292                 put_disk(disk);
1293                 module_put(owner);
1294         }
1295         bdev->bd_openers++;
1296         if (for_part)
1297                 bdev->bd_part_count++;
1298         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1299         disk_unblock_events(disk);
1300         return 0;
1301
1302  out_clear:
1303         disk_put_part(bdev->bd_part);
1304         bdev->bd_disk = NULL;
1305         bdev->bd_part = NULL;
1306         bdev->bd_queue = NULL;
1307         if (bdev != bdev->bd_contains)
1308                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1309         bdev->bd_contains = NULL;
1310  out_unlock_bdev:
1311         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1312         disk_unblock_events(disk);
1313         put_disk(disk);
1314         module_put(owner);
1315  out:
1316         bdput(bdev);
1317
1318         return ret;
1319 }
1320
1321 /**
1322  * blkdev_get - open a block device
1323  * @bdev: block_device to open
1324  * @mode: FMODE_* mask
1325  * @holder: exclusive holder identifier
1326  *
1327  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1328  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1329  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1330  *
1331  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1332  * @bdev is put.
1333  *
1334  * CONTEXT:
1335  * Might sleep.
1336  *
1337  * RETURNS:
1338  * 0 on success, -errno on failure.
1339  */
1340 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1341 {
1342         struct block_device *whole = NULL;
1343         int res;
1344
1345         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1346
1347         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1348                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1349                 if (IS_ERR(whole)) {
1350                         bdput(bdev);
1351                         return PTR_ERR(whole);
1352                 }
1353         }
1354
1355         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1356
1357         if (whole) {
1358                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1359
1360                 /* finish claiming */
1361                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1362                 spin_lock(&bdev_lock);
1363
1364                 if (!res) {
1365                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1366                         /*
1367                          * Note that for a whole device bd_holders
1368                          * will be incremented twice, and bd_holder
1369                          * will be set to bd_may_claim before being
1370                          * set to holder
1371                          */
1372                         whole->bd_holders++;
1373                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1374                         bdev->bd_holders++;
1375                         bdev->bd_holder = holder;
1376                 }
1377
1378                 /* tell others that we're done */
1379                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1380                 whole->bd_claiming = NULL;
1381                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1382
1383                 spin_unlock(&bdev_lock);
1384
1385                 /*
1386                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1387                  * write holder makes the write_holder state stick until
1388                  * all are released.  This is good enough and tracking
1389                  * individual writeable reference is too fragile given the
1390                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1391                  */
1392                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1393                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1394                         bdev->bd_write_holder = true;
1395                         disk_block_events(disk);
1396                 }
1397
1398                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1399                 bdput(whole);
1400         }
1401
1402         return res;
1403 }
1404 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1405
1406 /**
1407  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1408  * @path: path to the block device to open
1409  * @mode: FMODE_* mask
1410  * @holder: exclusive holder identifier
1411  *
1412  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1413  * and @holder are identical to blkdev_get().
1414  *
1415  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1416  *
1417  * CONTEXT:
1418  * Might sleep.
1419  *
1420  * RETURNS:
1421  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1422  */
1423 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1424                                         void *holder)
1425 {
1426         struct block_device *bdev;
1427         int err;
1428
1429         bdev = lookup_bdev(path);
1430         if (IS_ERR(bdev))
1431                 return bdev;
1432
1433         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1434         if (err)
1435                 return ERR_PTR(err);
1436
1437         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1438                 blkdev_put(bdev, mode);
1439                 return ERR_PTR(-EACCES);
1440         }
1441
1442         return bdev;
1443 }
1444 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1445
1446 /**
1447  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1448  * @dev: device number of block device to open
1449  * @mode: FMODE_* mask
1450  * @holder: exclusive holder identifier
1451  *
1452  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1453  * @holder are identical to blkdev_get().
1454  *
1455  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1456  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1457  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1458  * ever need it - reconsider your API.
1459  *
1460  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1461  *
1462  * CONTEXT:
1463  * Might sleep.
1464  *
1465  * RETURNS:
1466  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1467  */
1468 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1469 {
1470         struct block_device *bdev;
1471         int err;
1472
1473         bdev = bdget(dev);
1474         if (!bdev)
1475                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1476
1477         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1478         if (err)
1479                 return ERR_PTR(err);
1480
1481         return bdev;
1482 }
1483 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1484
1485 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1486 {
1487         struct block_device *bdev;
1488
1489         /*
1490          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1491          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1492          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1493          * during an unstable branch.
1494          */
1495         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1496
1497         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1498                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1499         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1500                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1501         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1502                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1503
1504         bdev = bd_acquire(inode);
1505         if (bdev == NULL)
1506                 return -ENOMEM;
1507
1508         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1509
1510         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1511 }
1512
1513 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1514 {
1515         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1516         struct block_device *victim = NULL;
1517
1518         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1519         if (for_part)
1520                 bdev->bd_part_count--;
1521
1522         if (!--bdev->bd_openers) {
1523                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1524                 sync_blockdev(bdev);
1525                 kill_bdev(bdev);
1526
1527                 bdev_write_inode(bdev);
1528                 /*
1529                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1530                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1531                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1532                  */
1533                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1534         }
1535         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1536                 if (disk->fops->release)
1537                         disk->fops->release(disk, mode);
1538         }
1539         if (!bdev->bd_openers) {
1540                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1541
1542                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1543                 bdev->bd_part = NULL;
1544                 bdev->bd_disk = NULL;
1545                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1546                         victim = bdev->bd_contains;
1547                 bdev->bd_contains = NULL;
1548
1549                 put_disk(disk);
1550                 module_put(owner);
1551         }
1552         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1553         bdput(bdev);
1554         if (victim)
1555                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1556 }
1557
1558 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1559 {
1560         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1561
1562         if (mode & FMODE_EXCL) {
1563                 bool bdev_free;
1564
1565                 /*
1566                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1567                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1568                  * synchronize disk_holder unlinking.
1569                  */
1570                 spin_lock(&bdev_lock);
1571
1572                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1573                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1574
1575                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1576                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1577                         bdev->bd_holder = NULL;
1578                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1579                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1580
1581                 spin_unlock(&bdev_lock);
1582
1583                 /*
1584                  * If this was the last claim, remove holder link and
1585                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1586                  */
1587                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1588                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1589                         bdev->bd_write_holder = false;
1590                 }
1591         }
1592
1593         /*
1594          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1595          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1596          * from userland - e.g. eject(1).
1597          */
1598         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1599
1600         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1601
1602         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1603 }
1604 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1605
1606 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1607 {
1608         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1609         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1610         return 0;
1611 }
1612
1613 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1614 {
1615         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1616         fmode_t mode = file->f_mode;
1617
1618         /*
1619          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1620          * to updated it before every ioctl.
1621          */
1622         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1623                 mode |= FMODE_NDELAY;
1624         else
1625                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1626
1627         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1628 }
1629
1630 /*
1631  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1632  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1633  *
1634  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1635  * use.
1636  */
1637 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1638 {
1639         struct file *file = iocb->ki_filp;
1640         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1641         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1642         struct blk_plug plug;
1643         ssize_t ret;
1644
1645         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1646                 return -EPERM;
1647
1648         if (!iov_iter_count(from))
1649                 return 0;
1650
1651         if (iocb->ki_pos >= size)
1652                 return -ENOSPC;
1653
1654         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1655
1656         blk_start_plug(&plug);
1657         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1658         if (ret > 0) {
1659                 ssize_t err;
1660                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1661                 if (err < 0)
1662                         ret = err;
1663         }
1664         blk_finish_plug(&plug);
1665         return ret;
1666 }
1667 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1668
1669 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1670 {
1671         struct file *file = iocb->ki_filp;
1672         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1673         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1674         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1675
1676         if (pos >= size)
1677                 return 0;
1678
1679         size -= pos;
1680         iov_iter_truncate(to, size);
1681         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1682 }
1683 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1684
1685 /*
1686  * Try to release a page associated with block device when the system
1687  * is under memory pressure.
1688  */
1689 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1690 {
1691         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1692
1693         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1694                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1695
1696         return try_to_free_buffers(page);
1697 }
1698
1699 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1700         .readpage       = blkdev_readpage,
1701         .readpages      = blkdev_readpages,
1702         .writepage      = blkdev_writepage,
1703         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1704         .write_end      = blkdev_write_end,
1705         .writepages     = generic_writepages,
1706         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1707         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1708         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1709 };
1710
1711 const struct file_operations def_blk_fops = {
1712         .open           = blkdev_open,
1713         .release        = blkdev_close,
1714         .llseek         = block_llseek,
1715         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1716         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1717         .mmap           = generic_file_mmap,
1718         .fsync          = blkdev_fsync,
1719         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1720 #ifdef CONFIG_COMPAT
1721         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1722 #endif
1723         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1724         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1725 };
1726
1727 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1728 {
1729         int res;
1730         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1731         set_fs(KERNEL_DS);
1732         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1733         set_fs(old_fs);
1734         return res;
1735 }
1736
1737 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1738
1739 /**
1740  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1741  * @pathname:   special file representing the block device
1742  *
1743  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1744  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1745  * otherwise.
1746  */
1747 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1748 {
1749         struct block_device *bdev;
1750         struct inode *inode;
1751         struct path path;
1752         int error;
1753
1754         if (!pathname || !*pathname)
1755                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1756
1757         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1758         if (error)
1759                 return ERR_PTR(error);
1760
1761         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1762         error = -ENOTBLK;
1763         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1764                 goto fail;
1765         error = -EACCES;
1766         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1767                 goto fail;
1768         error = -ENOMEM;
1769         bdev = bd_acquire(inode);
1770         if (!bdev)
1771                 goto fail;
1772 out:
1773         path_put(&path);
1774         return bdev;
1775 fail:
1776         bdev = ERR_PTR(error);
1777         goto out;
1778 }
1779 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1780
1781 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1782 {
1783         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1784         int res = 0;
1785
1786         if (sb) {
1787                 /*
1788                  * no need to lock the super, get_super holds the
1789                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1790                  * under us (->put_super runs with the write lock
1791                  * hold).
1792                  */
1793                 shrink_dcache_sb(sb);
1794                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1795                 drop_super(sb);
1796         }
1797         invalidate_bdev(bdev);
1798         return res;
1799 }
1800 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1801
1802 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1803 {
1804         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1805
1806         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1807         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1808                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1809                 struct block_device *bdev;
1810
1811                 spin_lock(&inode->i_lock);
1812                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1813                     mapping->nrpages == 0) {
1814                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1815                         continue;
1816                 }
1817                 __iget(inode);
1818                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1819                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1820                 /*
1821                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1822                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1823                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1824                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1825                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1826                  * later.
1827                  */
1828                 iput(old_inode);
1829                 old_inode = inode;
1830                 bdev = I_BDEV(inode);
1831
1832                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1833                 if (bdev->bd_openers)
1834                         func(bdev, arg);
1835                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1836
1837                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1838         }
1839         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1840         iput(old_inode);
1841 }