Merge branch '4.3-fixes' into mips-for-linux-next
[linux-drm-fsl-dcu.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/magic.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/swap.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/mpage.h>
26 #include <linux/mount.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/namei.h>
29 #include <linux/log2.h>
30 #include <linux/cleancache.h>
31 #include <linux/dax.h>
32 #include <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 inode *inode)
54 {
55         spin_lock(&inode->i_lock);
56         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
57                 spin_unlock(&inode->i_lock);
58                 WARN_ON_ONCE(write_inode_now(inode, true));
59                 spin_lock(&inode->i_lock);
60         }
61         spin_unlock(&inode->i_lock);
62 }
63
64 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
65 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
66 {
67         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
68
69         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrshadows == 0)
70                 return;
71
72         invalidate_bh_lrus();
73         truncate_inode_pages(mapping, 0);
74 }       
75 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
76
77 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
78 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
79 {
80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
81
82         if (mapping->nrpages == 0)
83                 return;
84
85         invalidate_bh_lrus();
86         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
87         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
88         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
89          * But, for the strange corners, lets be cautious
90          */
91         cleancache_invalidate_inode(mapping);
92 }
93 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
94
95 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
96 {
97         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
98         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
99                 return -EINVAL;
100
101         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
102         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
103                 return -EINVAL;
104
105         /* Don't change the size if it is same as current */
106         if (bdev->bd_block_size != size) {
107                 sync_blockdev(bdev);
108                 bdev->bd_block_size = size;
109                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
110                 kill_bdev(bdev);
111         }
112         return 0;
113 }
114
115 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
116
117 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
118 {
119         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
120                 return 0;
121         /* If we get here, we know size is power of two
122          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
123         sb->s_blocksize = size;
124         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
125         return sb->s_blocksize;
126 }
127
128 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
129
130 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
131 {
132         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
133         if (size < minsize)
134                 size = minsize;
135         return sb_set_blocksize(sb, size);
136 }
137
138 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
139
140 static int
141 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
142                 struct buffer_head *bh, int create)
143 {
144         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
145         bh->b_blocknr = iblock;
146         set_buffer_mapped(bh);
147         return 0;
148 }
149
150 static ssize_t
151 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, loff_t offset)
152 {
153         struct file *file = iocb->ki_filp;
154         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
155
156         if (IS_DAX(inode))
157                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, offset, blkdev_get_block,
158                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
159         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter, offset,
160                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
161                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
162 }
163
164 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
165 {
166         if (!bdev)
167                 return 0;
168         if (!wait)
169                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
170         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
171 }
172
173 /*
174  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
175  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
176  */
177 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
178 {
179         return __sync_blockdev(bdev, 1);
180 }
181 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
182
183 /*
184  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
185  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
186  * device.  Takes the superblock lock.
187  */
188 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
189 {
190         struct super_block *sb = get_super(bdev);
191         if (sb) {
192                 int res = sync_filesystem(sb);
193                 drop_super(sb);
194                 return res;
195         }
196         return sync_blockdev(bdev);
197 }
198 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
199
200 /**
201  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
202  * @bdev:       blockdevice to lock
203  *
204  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
205  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
206  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
207  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
208  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
209  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
210  * actually.
211  */
212 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
213 {
214         struct super_block *sb;
215         int error = 0;
216
217         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
218         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
219                 /*
220                  * We don't even need to grab a reference - the first call
221                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
222                  * thaw_bdev drops it.
223                  */
224                 sb = get_super(bdev);
225                 drop_super(sb);
226                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
227                 return sb;
228         }
229
230         sb = get_active_super(bdev);
231         if (!sb)
232                 goto out;
233         if (sb->s_op->freeze_super)
234                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
235         else
236                 error = freeze_super(sb);
237         if (error) {
238                 deactivate_super(sb);
239                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
240                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
241                 return ERR_PTR(error);
242         }
243         deactivate_super(sb);
244  out:
245         sync_blockdev(bdev);
246         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
247         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
248 }
249 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
250
251 /**
252  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
253  * @bdev:       blockdevice to unlock
254  * @sb:         associated superblock
255  *
256  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
257  */
258 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
259 {
260         int error = -EINVAL;
261
262         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
263         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
264                 goto out;
265
266         error = 0;
267         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
268                 goto out;
269
270         if (!sb)
271                 goto out;
272
273         if (sb->s_op->thaw_super)
274                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
275         else
276                 error = thaw_super(sb);
277         if (error) {
278                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
279                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
280                 return error;
281         }
282 out:
283         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
284         return 0;
285 }
286 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
287
288 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
289 {
290         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
291 }
292
293 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
294 {
295         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
296 }
297
298 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
299                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
300 {
301         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
302 }
303
304 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
305                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
306                         struct page **pagep, void **fsdata)
307 {
308         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
309                                  blkdev_get_block);
310 }
311
312 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
313                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
314                         struct page *page, void *fsdata)
315 {
316         int ret;
317         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
318
319         unlock_page(page);
320         page_cache_release(page);
321
322         return ret;
323 }
324
325 /*
326  * private llseek:
327  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
328  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
329  */
330 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
331 {
332         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
333         loff_t retval;
334
335         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
336         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
337         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
338         return retval;
339 }
340         
341 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
342 {
343         struct inode *bd_inode = filp->f_mapping->host;
344         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
345         int error;
346         
347         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
348         if (error)
349                 return error;
350
351         /*
352          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
353          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
354          * O_SYNC writers to a block device.
355          */
356         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
357         if (error == -EOPNOTSUPP)
358                 error = 0;
359
360         return error;
361 }
362 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
363
364 /**
365  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
366  * @bdev: The device to read the page from
367  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
368  * @page: The page to read
369  *
370  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
371  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
372  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
373  *
374  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
375  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
376  * than propagate an error back up the stack.
377  *
378  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
379  */
380 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
381                         struct page *page)
382 {
383         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
384         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
385                 return -EOPNOTSUPP;
386         return ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, READ);
387 }
388 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
389
390 /**
391  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
392  * @bdev: The device to write the page to
393  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
394  * @page: The page to write
395  * @wbc: The writeback_control for the write
396  *
397  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
398  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
399  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
400  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
401  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
402  *
403  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
404  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
405  * than propagate an error back up the stack.
406  *
407  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
408  */
409 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
410                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
411 {
412         int result;
413         int rw = (wbc->sync_mode == WB_SYNC_ALL) ? WRITE_SYNC : WRITE;
414         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
415         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
416                 return -EOPNOTSUPP;
417         set_page_writeback(page);
418         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, rw);
419         if (result)
420                 end_page_writeback(page);
421         else
422                 unlock_page(page);
423         return result;
424 }
425 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
426
427 /**
428  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
429  * @bdev: The device containing the memory
430  * @sector: The offset within the device
431  * @addr: Where to put the address of the memory
432  * @pfn: The Page Frame Number for the memory
433  * @size: The number of bytes requested
434  *
435  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
436  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
437  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
438  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
439  * page tables.
440  *
441  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
442  * accessible at this address.
443  */
444 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, sector_t sector,
445                         void __pmem **addr, unsigned long *pfn, long size)
446 {
447         long avail;
448         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
449
450         /*
451          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
452          * memory directly accessible.
453          */
454         might_sleep();
455
456         if (size < 0)
457                 return size;
458         if (!ops->direct_access)
459                 return -EOPNOTSUPP;
460         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
461                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
462                 return -ERANGE;
463         sector += get_start_sect(bdev);
464         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
465                 return -EINVAL;
466         avail = ops->direct_access(bdev, sector, addr, pfn);
467         if (!avail)
468                 return -ERANGE;
469         return min(avail, size);
470 }
471 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
472
473 /*
474  * pseudo-fs
475  */
476
477 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
478 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
479
480 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
481 {
482         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
483         if (!ei)
484                 return NULL;
485         return &ei->vfs_inode;
486 }
487
488 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
489 {
490         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
491         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
492
493         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
494 }
495
496 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
497 {
498         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
499 }
500
501 static void init_once(void *foo)
502 {
503         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
504         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
505
506         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
507         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
508         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
509         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
510 #ifdef CONFIG_SYSFS
511         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
512 #endif
513         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
514         /* Initialize mutex for freeze. */
515         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
516 }
517
518 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
519 {
520         list_del_init(&inode->i_devices);
521         inode->i_bdev = NULL;
522         inode->i_mapping = &inode->i_data;
523 }
524
525 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
526 {
527         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
528         struct list_head *p;
529         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
530         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
531         clear_inode(inode);
532         spin_lock(&bdev_lock);
533         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
534                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
535         }
536         list_del_init(&bdev->bd_list);
537         spin_unlock(&bdev_lock);
538 }
539
540 static const struct super_operations bdev_sops = {
541         .statfs = simple_statfs,
542         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
543         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
544         .drop_inode = generic_delete_inode,
545         .evict_inode = bdev_evict_inode,
546 };
547
548 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
549         int flags, const char *dev_name, void *data)
550 {
551         return mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
552 }
553
554 static struct file_system_type bd_type = {
555         .name           = "bdev",
556         .mount          = bd_mount,
557         .kill_sb        = kill_anon_super,
558 };
559
560 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
561 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
562
563 void __init bdev_cache_init(void)
564 {
565         int err;
566         static struct vfsmount *bd_mnt;
567
568         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
569                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
570                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
571                         init_once);
572         err = register_filesystem(&bd_type);
573         if (err)
574                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
575         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
576         if (IS_ERR(bd_mnt))
577                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
578         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
579 }
580
581 /*
582  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
583  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
584  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
585  */
586 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
587 {
588         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
589 }
590
591 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
592 {
593         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
594 }
595
596 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
597 {
598         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
599         return 0;
600 }
601
602 static LIST_HEAD(all_bdevs);
603
604 struct block_device *bdget(dev_t dev)
605 {
606         struct block_device *bdev;
607         struct inode *inode;
608
609         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
610                         bdev_test, bdev_set, &dev);
611
612         if (!inode)
613                 return NULL;
614
615         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
616
617         if (inode->i_state & I_NEW) {
618                 bdev->bd_contains = NULL;
619                 bdev->bd_super = NULL;
620                 bdev->bd_inode = inode;
621                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
622                 bdev->bd_part_count = 0;
623                 bdev->bd_invalidated = 0;
624                 inode->i_mode = S_IFBLK;
625                 inode->i_rdev = dev;
626                 inode->i_bdev = bdev;
627                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
628                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
629                 spin_lock(&bdev_lock);
630                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
631                 spin_unlock(&bdev_lock);
632                 unlock_new_inode(inode);
633         }
634         return bdev;
635 }
636
637 EXPORT_SYMBOL(bdget);
638
639 /**
640  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
641  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
642  */
643 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
644 {
645         ihold(bdev->bd_inode);
646         return bdev;
647 }
648 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
649
650 long nr_blockdev_pages(void)
651 {
652         struct block_device *bdev;
653         long ret = 0;
654         spin_lock(&bdev_lock);
655         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
656                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
657         }
658         spin_unlock(&bdev_lock);
659         return ret;
660 }
661
662 void bdput(struct block_device *bdev)
663 {
664         iput(bdev->bd_inode);
665 }
666
667 EXPORT_SYMBOL(bdput);
668  
669 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
670 {
671         struct block_device *bdev;
672
673         spin_lock(&bdev_lock);
674         bdev = inode->i_bdev;
675         if (bdev) {
676                 ihold(bdev->bd_inode);
677                 spin_unlock(&bdev_lock);
678                 return bdev;
679         }
680         spin_unlock(&bdev_lock);
681
682         bdev = bdget(inode->i_rdev);
683         if (bdev) {
684                 spin_lock(&bdev_lock);
685                 if (!inode->i_bdev) {
686                         /*
687                          * We take an additional reference to bd_inode,
688                          * and it's released in clear_inode() of inode.
689                          * So, we can access it via ->i_mapping always
690                          * without igrab().
691                          */
692                         ihold(bdev->bd_inode);
693                         inode->i_bdev = bdev;
694                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
695                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
696                 }
697                 spin_unlock(&bdev_lock);
698         }
699         return bdev;
700 }
701
702 /* Call when you free inode */
703
704 void bd_forget(struct inode *inode)
705 {
706         struct block_device *bdev = NULL;
707
708         spin_lock(&bdev_lock);
709         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
710                 bdev = inode->i_bdev;
711         __bd_forget(inode);
712         spin_unlock(&bdev_lock);
713
714         if (bdev)
715                 iput(bdev->bd_inode);
716 }
717
718 /**
719  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
720  * @bdev: block device of interest
721  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
722  * @holder: holder trying to claim @bdev
723  *
724  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
725  *
726  * CONTEXT:
727  * spin_lock(&bdev_lock).
728  *
729  * RETURNS:
730  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
731  */
732 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
733                          void *holder)
734 {
735         if (bdev->bd_holder == holder)
736                 return true;     /* already a holder */
737         else if (bdev->bd_holder != NULL)
738                 return false;    /* held by someone else */
739         else if (bdev->bd_contains == bdev)
740                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
741
742         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
743                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
744         else if (whole->bd_holder != NULL)
745                 return false;    /* is a partition of a held device */
746         else
747                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
748 }
749
750 /**
751  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
752  * @bdev: block device of interest
753  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
754  * @holder: holder trying to claim @bdev
755  *
756  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
757  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
758  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
759  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
760  *
761  * CONTEXT:
762  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
763  * it multiple times.
764  *
765  * RETURNS:
766  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
767  */
768 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
769                                struct block_device *whole, void *holder)
770 {
771 retry:
772         /* if someone else claimed, fail */
773         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
774                 return -EBUSY;
775
776         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
777         if (whole->bd_claiming) {
778                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
779                 DEFINE_WAIT(wait);
780
781                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
782                 spin_unlock(&bdev_lock);
783                 schedule();
784                 finish_wait(wq, &wait);
785                 spin_lock(&bdev_lock);
786                 goto retry;
787         }
788
789         /* yay, all mine */
790         return 0;
791 }
792
793 /**
794  * bd_start_claiming - start claiming a block device
795  * @bdev: block device of interest
796  * @holder: holder trying to claim @bdev
797  *
798  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
799  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
800  * successful call to this function must be matched with a call to
801  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
802  * fail).
803  *
804  * This function is used to gain exclusive access to the block device
805  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
806  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
807  * access but may subsequently fail.
808  *
809  * CONTEXT:
810  * Might sleep.
811  *
812  * RETURNS:
813  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
814  * value on failure.
815  */
816 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
817                                               void *holder)
818 {
819         struct gendisk *disk;
820         struct block_device *whole;
821         int partno, err;
822
823         might_sleep();
824
825         /*
826          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
827          * and grab the outer block device the hard way.
828          */
829         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
830         if (!disk)
831                 return ERR_PTR(-ENXIO);
832
833         /*
834          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
835          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
836          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
837          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
838          * tracking is broken for those devices but it has always been that
839          * way.
840          */
841         if (partno)
842                 whole = bdget_disk(disk, 0);
843         else
844                 whole = bdgrab(bdev);
845
846         module_put(disk->fops->owner);
847         put_disk(disk);
848         if (!whole)
849                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
850
851         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
852         spin_lock(&bdev_lock);
853
854         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
855         if (err == 0) {
856                 whole->bd_claiming = holder;
857                 spin_unlock(&bdev_lock);
858                 return whole;
859         } else {
860                 spin_unlock(&bdev_lock);
861                 bdput(whole);
862                 return ERR_PTR(err);
863         }
864 }
865
866 #ifdef CONFIG_SYSFS
867 struct bd_holder_disk {
868         struct list_head        list;
869         struct gendisk          *disk;
870         int                     refcnt;
871 };
872
873 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
874                                                   struct gendisk *disk)
875 {
876         struct bd_holder_disk *holder;
877
878         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
879                 if (holder->disk == disk)
880                         return holder;
881         return NULL;
882 }
883
884 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
885 {
886         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
887 }
888
889 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
890 {
891         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
892 }
893
894 /**
895  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
896  * @bdev: the claimed slave bdev
897  * @disk: the holding disk
898  *
899  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
900  *
901  * This functions creates the following sysfs symlinks.
902  *
903  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
904  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
905  *
906  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
907  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
908  *
909  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
910  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
911  *
912  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
913  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
914  * lifetime of these symlinks.
915  *
916  * CONTEXT:
917  * Might sleep.
918  *
919  * RETURNS:
920  * 0 on success, -errno on failure.
921  */
922 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
923 {
924         struct bd_holder_disk *holder;
925         int ret = 0;
926
927         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
928
929         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
930
931         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
932         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
933                 goto out_unlock;
934
935         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
936         if (holder) {
937                 holder->refcnt++;
938                 goto out_unlock;
939         }
940
941         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
942         if (!holder) {
943                 ret = -ENOMEM;
944                 goto out_unlock;
945         }
946
947         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
948         holder->disk = disk;
949         holder->refcnt = 1;
950
951         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
952         if (ret)
953                 goto out_free;
954
955         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
956         if (ret)
957                 goto out_del;
958         /*
959          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
960          * the holder directory.  Hold on to it.
961          */
962         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
963
964         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
965         goto out_unlock;
966
967 out_del:
968         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
969 out_free:
970         kfree(holder);
971 out_unlock:
972         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
973         return ret;
974 }
975 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
976
977 /**
978  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
979  * @bdev: the calimed slave bdev
980  * @disk: the holding disk
981  *
982  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
983  *
984  * CONTEXT:
985  * Might sleep.
986  */
987 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
988 {
989         struct bd_holder_disk *holder;
990
991         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
992
993         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
994
995         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
996                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
997                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
998                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
999                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1000                 list_del_init(&holder->list);
1001                 kfree(holder);
1002         }
1003
1004         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1005 }
1006 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1007 #endif
1008
1009 /**
1010  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1011  *
1012  * @bdev:      struct block device to be flushed
1013  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1014  *
1015  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1016  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1017  * resize.
1018  */
1019 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1020 {
1021         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1022                 char name[BDEVNAME_SIZE] = "";
1023
1024                 if (bdev->bd_disk)
1025                         disk_name(bdev->bd_disk, 0, name);
1026                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1027                        "resized disk %s\n", name);
1028         }
1029
1030         if (!bdev->bd_disk)
1031                 return;
1032         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1033                 bdev->bd_invalidated = 1;
1034 }
1035
1036 /**
1037  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1038  * @disk: struct gendisk to check
1039  * @bdev: struct bdev to adjust.
1040  *
1041  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1042  * and adjusts it if it differs.
1043  */
1044 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1045 {
1046         loff_t disk_size, bdev_size;
1047
1048         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1049         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1050         if (disk_size != bdev_size) {
1051                 char name[BDEVNAME_SIZE];
1052
1053                 disk_name(disk, 0, name);
1054                 printk(KERN_INFO
1055                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1056                        name, bdev_size, disk_size);
1057                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1058                 flush_disk(bdev, false);
1059         }
1060 }
1061 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1062
1063 /**
1064  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1065  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1066  *
1067  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1068  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1069  * for all revalidate_disk operations.
1070  */
1071 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1072 {
1073         struct block_device *bdev;
1074         int ret = 0;
1075
1076         if (disk->fops->revalidate_disk)
1077                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1078
1079         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1080         if (!bdev)
1081                 return ret;
1082
1083         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1084         check_disk_size_change(disk, bdev);
1085         bdev->bd_invalidated = 0;
1086         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1087         bdput(bdev);
1088         return ret;
1089 }
1090 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1091
1092 /*
1093  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1094  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1095  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1096  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1097  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1098  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1099  * to lose :-)
1100  */
1101 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1102 {
1103         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1104         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1105         unsigned int events;
1106
1107         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1108                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1109         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1110                 return 0;
1111
1112         flush_disk(bdev, true);
1113         if (bdops->revalidate_disk)
1114                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1115         return 1;
1116 }
1117
1118 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1119
1120 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1121 {
1122         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1123
1124         mutex_lock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1125         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1126         mutex_unlock(&bdev->bd_inode->i_mutex);
1127         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
1128                 if (size & bsize)
1129                         break;
1130                 bsize <<= 1;
1131         }
1132         bdev->bd_block_size = bsize;
1133         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1136
1137 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1138
1139 /*
1140  * bd_mutex locking:
1141  *
1142  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1143  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1144  */
1145
1146 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1147 {
1148         struct gendisk *disk;
1149         struct module *owner;
1150         int ret;
1151         int partno;
1152         int perm = 0;
1153
1154         if (mode & FMODE_READ)
1155                 perm |= MAY_READ;
1156         if (mode & FMODE_WRITE)
1157                 perm |= MAY_WRITE;
1158         /*
1159          * hooks: /n/, see "layering violations".
1160          */
1161         if (!for_part) {
1162                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1163                 if (ret != 0) {
1164                         bdput(bdev);
1165                         return ret;
1166                 }
1167         }
1168
1169  restart:
1170
1171         ret = -ENXIO;
1172         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1173         if (!disk)
1174                 goto out;
1175         owner = disk->fops->owner;
1176
1177         disk_block_events(disk);
1178         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1179         if (!bdev->bd_openers) {
1180                 bdev->bd_disk = disk;
1181                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1182                 bdev->bd_contains = bdev;
1183                 bdev->bd_inode->i_flags = disk->fops->direct_access ? S_DAX : 0;
1184                 if (!partno) {
1185                         ret = -ENXIO;
1186                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1187                         if (!bdev->bd_part)
1188                                 goto out_clear;
1189
1190                         ret = 0;
1191                         if (disk->fops->open) {
1192                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1193                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1194                                         /* Lost a race with 'disk' being
1195                                          * deleted, try again.
1196                                          * See md.c
1197                                          */
1198                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1199                                         bdev->bd_part = NULL;
1200                                         bdev->bd_disk = NULL;
1201                                         bdev->bd_queue = NULL;
1202                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1203                                         disk_unblock_events(disk);
1204                                         put_disk(disk);
1205                                         module_put(owner);
1206                                         goto restart;
1207                                 }
1208                         }
1209
1210                         if (!ret)
1211                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1212
1213                         /*
1214                          * If the device is invalidated, rescan partition
1215                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1216                          * The latter is necessary to prevent ghost
1217                          * partitions on a removed medium.
1218                          */
1219                         if (bdev->bd_invalidated) {
1220                                 if (!ret)
1221                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1222                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1223                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1224                         }
1225                         if (ret)
1226                                 goto out_clear;
1227                 } else {
1228                         struct block_device *whole;
1229                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1230                         ret = -ENOMEM;
1231                         if (!whole)
1232                                 goto out_clear;
1233                         BUG_ON(for_part);
1234                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1235                         if (ret)
1236                                 goto out_clear;
1237                         bdev->bd_contains = whole;
1238                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1239                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1240                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1241                                 ret = -ENXIO;
1242                                 goto out_clear;
1243                         }
1244                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1245                         /*
1246                          * If the partition is not aligned on a page
1247                          * boundary, we can't do dax I/O to it.
1248                          */
1249                         if ((bdev->bd_part->start_sect % (PAGE_SIZE / 512)) ||
1250                             (bdev->bd_part->nr_sects % (PAGE_SIZE / 512)))
1251                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1252                 }
1253         } else {
1254                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1255                         ret = 0;
1256                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1257                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1258                         /* the same as first opener case, read comment there */
1259                         if (bdev->bd_invalidated) {
1260                                 if (!ret)
1261                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1262                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1263                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1264                         }
1265                         if (ret)
1266                                 goto out_unlock_bdev;
1267                 }
1268                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1269                 put_disk(disk);
1270                 module_put(owner);
1271         }
1272         bdev->bd_openers++;
1273         if (for_part)
1274                 bdev->bd_part_count++;
1275         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1276         disk_unblock_events(disk);
1277         return 0;
1278
1279  out_clear:
1280         disk_put_part(bdev->bd_part);
1281         bdev->bd_disk = NULL;
1282         bdev->bd_part = NULL;
1283         bdev->bd_queue = NULL;
1284         if (bdev != bdev->bd_contains)
1285                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1286         bdev->bd_contains = NULL;
1287  out_unlock_bdev:
1288         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1289         disk_unblock_events(disk);
1290         put_disk(disk);
1291         module_put(owner);
1292  out:
1293         bdput(bdev);
1294
1295         return ret;
1296 }
1297
1298 /**
1299  * blkdev_get - open a block device
1300  * @bdev: block_device to open
1301  * @mode: FMODE_* mask
1302  * @holder: exclusive holder identifier
1303  *
1304  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1305  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1306  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1307  *
1308  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1309  * @bdev is put.
1310  *
1311  * CONTEXT:
1312  * Might sleep.
1313  *
1314  * RETURNS:
1315  * 0 on success, -errno on failure.
1316  */
1317 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1318 {
1319         struct block_device *whole = NULL;
1320         int res;
1321
1322         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1323
1324         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1325                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1326                 if (IS_ERR(whole)) {
1327                         bdput(bdev);
1328                         return PTR_ERR(whole);
1329                 }
1330         }
1331
1332         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1333
1334         if (whole) {
1335                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1336
1337                 /* finish claiming */
1338                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1339                 spin_lock(&bdev_lock);
1340
1341                 if (!res) {
1342                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1343                         /*
1344                          * Note that for a whole device bd_holders
1345                          * will be incremented twice, and bd_holder
1346                          * will be set to bd_may_claim before being
1347                          * set to holder
1348                          */
1349                         whole->bd_holders++;
1350                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1351                         bdev->bd_holders++;
1352                         bdev->bd_holder = holder;
1353                 }
1354
1355                 /* tell others that we're done */
1356                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1357                 whole->bd_claiming = NULL;
1358                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1359
1360                 spin_unlock(&bdev_lock);
1361
1362                 /*
1363                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1364                  * write holder makes the write_holder state stick until
1365                  * all are released.  This is good enough and tracking
1366                  * individual writeable reference is too fragile given the
1367                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1368                  */
1369                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1370                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1371                         bdev->bd_write_holder = true;
1372                         disk_block_events(disk);
1373                 }
1374
1375                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1376                 bdput(whole);
1377         }
1378
1379         return res;
1380 }
1381 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1382
1383 /**
1384  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1385  * @path: path to the block device to open
1386  * @mode: FMODE_* mask
1387  * @holder: exclusive holder identifier
1388  *
1389  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1390  * and @holder are identical to blkdev_get().
1391  *
1392  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1393  *
1394  * CONTEXT:
1395  * Might sleep.
1396  *
1397  * RETURNS:
1398  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1399  */
1400 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1401                                         void *holder)
1402 {
1403         struct block_device *bdev;
1404         int err;
1405
1406         bdev = lookup_bdev(path);
1407         if (IS_ERR(bdev))
1408                 return bdev;
1409
1410         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1411         if (err)
1412                 return ERR_PTR(err);
1413
1414         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1415                 blkdev_put(bdev, mode);
1416                 return ERR_PTR(-EACCES);
1417         }
1418
1419         return bdev;
1420 }
1421 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1422
1423 /**
1424  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1425  * @dev: device number of block device to open
1426  * @mode: FMODE_* mask
1427  * @holder: exclusive holder identifier
1428  *
1429  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1430  * @holder are identical to blkdev_get().
1431  *
1432  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1433  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1434  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1435  * ever need it - reconsider your API.
1436  *
1437  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1438  *
1439  * CONTEXT:
1440  * Might sleep.
1441  *
1442  * RETURNS:
1443  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1444  */
1445 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1446 {
1447         struct block_device *bdev;
1448         int err;
1449
1450         bdev = bdget(dev);
1451         if (!bdev)
1452                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1453
1454         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1455         if (err)
1456                 return ERR_PTR(err);
1457
1458         return bdev;
1459 }
1460 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1461
1462 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1463 {
1464         struct block_device *bdev;
1465
1466         /*
1467          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1468          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1469          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1470          * during an unstable branch.
1471          */
1472         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1473
1474         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1475                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1476         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1477                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1478         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1479                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1480
1481         bdev = bd_acquire(inode);
1482         if (bdev == NULL)
1483                 return -ENOMEM;
1484
1485         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1486
1487         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1488 }
1489
1490 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1491 {
1492         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1493         struct block_device *victim = NULL;
1494
1495         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1496         if (for_part)
1497                 bdev->bd_part_count--;
1498
1499         if (!--bdev->bd_openers) {
1500                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1501                 sync_blockdev(bdev);
1502                 kill_bdev(bdev);
1503                 /*
1504                  * ->release can cause the queue to disappear, so flush all
1505                  * dirty data before.
1506                  */
1507                 bdev_write_inode(bdev->bd_inode);
1508         }
1509         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1510                 if (disk->fops->release)
1511                         disk->fops->release(disk, mode);
1512         }
1513         if (!bdev->bd_openers) {
1514                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1515
1516                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1517                 bdev->bd_part = NULL;
1518                 bdev->bd_disk = NULL;
1519                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1520                         victim = bdev->bd_contains;
1521                 bdev->bd_contains = NULL;
1522
1523                 put_disk(disk);
1524                 module_put(owner);
1525         }
1526         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1527         bdput(bdev);
1528         if (victim)
1529                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1530 }
1531
1532 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1533 {
1534         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1535
1536         if (mode & FMODE_EXCL) {
1537                 bool bdev_free;
1538
1539                 /*
1540                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1541                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1542                  * synchronize disk_holder unlinking.
1543                  */
1544                 spin_lock(&bdev_lock);
1545
1546                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1547                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1548
1549                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1550                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1551                         bdev->bd_holder = NULL;
1552                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1553                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1554
1555                 spin_unlock(&bdev_lock);
1556
1557                 /*
1558                  * If this was the last claim, remove holder link and
1559                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1560                  */
1561                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1562                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1563                         bdev->bd_write_holder = false;
1564                 }
1565         }
1566
1567         /*
1568          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1569          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1570          * from userland - e.g. eject(1).
1571          */
1572         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1573
1574         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1575
1576         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1577 }
1578 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1579
1580 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1581 {
1582         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1583         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1584         return 0;
1585 }
1586
1587 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1588 {
1589         struct block_device *bdev = I_BDEV(file->f_mapping->host);
1590         fmode_t mode = file->f_mode;
1591
1592         /*
1593          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1594          * to updated it before every ioctl.
1595          */
1596         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1597                 mode |= FMODE_NDELAY;
1598         else
1599                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1600
1601         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1606  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1607  *
1608  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1609  * use.
1610  */
1611 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1612 {
1613         struct file *file = iocb->ki_filp;
1614         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1615         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1616         struct blk_plug plug;
1617         ssize_t ret;
1618
1619         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1620                 return -EPERM;
1621
1622         if (!iov_iter_count(from))
1623                 return 0;
1624
1625         if (iocb->ki_pos >= size)
1626                 return -ENOSPC;
1627
1628         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1629
1630         blk_start_plug(&plug);
1631         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1632         if (ret > 0) {
1633                 ssize_t err;
1634                 err = generic_write_sync(file, iocb->ki_pos - ret, ret);
1635                 if (err < 0)
1636                         ret = err;
1637         }
1638         blk_finish_plug(&plug);
1639         return ret;
1640 }
1641 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1642
1643 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1644 {
1645         struct file *file = iocb->ki_filp;
1646         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
1647         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1648         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1649
1650         if (pos >= size)
1651                 return 0;
1652
1653         size -= pos;
1654         iov_iter_truncate(to, size);
1655         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1656 }
1657 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1658
1659 /*
1660  * Try to release a page associated with block device when the system
1661  * is under memory pressure.
1662  */
1663 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1664 {
1665         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1666
1667         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1668                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1669
1670         return try_to_free_buffers(page);
1671 }
1672
1673 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1674         .readpage       = blkdev_readpage,
1675         .readpages      = blkdev_readpages,
1676         .writepage      = blkdev_writepage,
1677         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1678         .write_end      = blkdev_write_end,
1679         .writepages     = generic_writepages,
1680         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1681         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1682         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1683 };
1684
1685 const struct file_operations def_blk_fops = {
1686         .open           = blkdev_open,
1687         .release        = blkdev_close,
1688         .llseek         = block_llseek,
1689         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1690         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1691         .mmap           = generic_file_mmap,
1692         .fsync          = blkdev_fsync,
1693         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1694 #ifdef CONFIG_COMPAT
1695         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1696 #endif
1697         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1698         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1699 };
1700
1701 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1702 {
1703         int res;
1704         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1705         set_fs(KERNEL_DS);
1706         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1707         set_fs(old_fs);
1708         return res;
1709 }
1710
1711 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1712
1713 /**
1714  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1715  * @pathname:   special file representing the block device
1716  *
1717  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1718  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1719  * otherwise.
1720  */
1721 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1722 {
1723         struct block_device *bdev;
1724         struct inode *inode;
1725         struct path path;
1726         int error;
1727
1728         if (!pathname || !*pathname)
1729                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1730
1731         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1732         if (error)
1733                 return ERR_PTR(error);
1734
1735         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1736         error = -ENOTBLK;
1737         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1738                 goto fail;
1739         error = -EACCES;
1740         if (path.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1741                 goto fail;
1742         error = -ENOMEM;
1743         bdev = bd_acquire(inode);
1744         if (!bdev)
1745                 goto fail;
1746 out:
1747         path_put(&path);
1748         return bdev;
1749 fail:
1750         bdev = ERR_PTR(error);
1751         goto out;
1752 }
1753 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1754
1755 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1756 {
1757         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1758         int res = 0;
1759
1760         if (sb) {
1761                 /*
1762                  * no need to lock the super, get_super holds the
1763                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1764                  * under us (->put_super runs with the write lock
1765                  * hold).
1766                  */
1767                 shrink_dcache_sb(sb);
1768                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1769                 drop_super(sb);
1770         }
1771         invalidate_bdev(bdev);
1772         return res;
1773 }
1774 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1775
1776 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1777 {
1778         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1779
1780         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1781         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1782                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1783
1784                 spin_lock(&inode->i_lock);
1785                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1786                     mapping->nrpages == 0) {
1787                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1788                         continue;
1789                 }
1790                 __iget(inode);
1791                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1792                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1793                 /*
1794                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1795                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1796                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1797                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1798                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1799                  * later.
1800                  */
1801                 iput(old_inode);
1802                 old_inode = inode;
1803
1804                 func(I_BDEV(inode), arg);
1805
1806                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1807         }
1808         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1809         iput(old_inode);
1810 }