fs/block_dev.c

   1 /*
   2  *  linux/fs/block_dev.c
   3  *
   4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/fcntl.h>
  11 #include <linux/slab.h>
  12 #include <linux/kmod.h>
  13 #include <linux/major.h>
  14 #include <linux/device_cgroup.h>
  15 #include <linux/highmem.h>
  16 #include <linux/blkdev.h>
  17 #include <linux/backing-dev.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/blkpg.h>
  20 #include <linux/magic.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/swap.h>
  23 #include <linux/pagevec.h>
  24 #include <linux/writeback.h>
  25 #include <linux/mpage.h>
  26 #include <linux/mount.h>
  27 #include <linux/uio.h>
  28 #include <linux/namei.h>
  29 #include <linux/log2.h>
  30 #include <linux/cleancache.h>
  31 #include <linux/dax.h>
  32 #include <linux/badblocks.h>
  33 #include <linux/falloc.h>
  34 #include <asm/uaccess.h>
  35 #include "internal.h"
  36
  37 struct bdev_inode {
  38         struct block_device bdev;
  39         struct inode vfs_inode;
  40 };
  41
  42 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  43
  44 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  45 {
  46         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  47 }
  48
  49 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  50 {
  51         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  52 }
  53 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  54
  55 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
  56 {
  57         struct va_format vaf;
  58         va_list args;
  59
  60         va_start(args, fmt);
  61         vaf.fmt = fmt;
  62         vaf.va = &args;
  63         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
  64         va_end(args);
  65 }
  66
  67 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  68 {
  69         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  70         int ret;
  71
  72         spin_lock(&inode->i_lock);
  73         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  74                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  75                 ret = write_inode_now(inode, true);
  76                 if (ret) {
  77                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  78                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  79                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  80                                             bdevname(bdev, name), ret);
  81                 }
  82                 spin_lock(&inode->i_lock);
  83         }
  84         spin_unlock(&inode->i_lock);
  85 }
  86
  87 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  88 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  89 {
  90         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  91
  92         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  93                 return;
  94
  95         invalidate_bh_lrus();
  96         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  97 }
  98 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
  99
 100 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
 101 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
 102 {
 103         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 104
 105         if (mapping->nrpages) {
 106                 invalidate_bh_lrus();
 107                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
 108                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
 109         }
 110         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 111          * But, for the strange corners, lets be cautious
 112          */
 113         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 114 }
 115 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 116
 117 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 118 {
 119         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 120         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 121                 return -EINVAL;
 122
 123         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 124         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 125                 return -EINVAL;
 126
 127         /* Don't change the size if it is same as current */
 128         if (bdev->bd_block_size != size) {
 129                 sync_blockdev(bdev);
 130                 bdev->bd_block_size = size;
 131                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 132                 kill_bdev(bdev);
 133         }
 134         return 0;
 135 }
 136
 137 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 138
 139 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 140 {
 141         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 142                 return 0;
 143         /* If we get here, we know size is power of two
 144          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 145         sb->s_blocksize = size;
 146         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 147         return sb->s_blocksize;
 148 }
 149
 150 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 151
 152 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 153 {
 154         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 155         if (size < minsize)
 156                 size = minsize;
 157         return sb_set_blocksize(sb, size);
 158 }
 159
 160 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 161
 162 static int
 163 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 164                 struct buffer_head *bh, int create)
 165 {
 166         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 167         bh->b_blocknr = iblock;
 168         set_buffer_mapped(bh);
 169         return 0;
 170 }
 171
 172 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 173 {
 174         return file->f_mapping->host;
 175 }
 176
 177 static ssize_t
 178 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 179 {
 180         struct file *file = iocb->ki_filp;
 181         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 182
 183         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
 184                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
 185                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
 186 }
 187
 188 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 189 {
 190         if (!bdev)
 191                 return 0;
 192         if (!wait)
 193                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 194         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 199  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 200  */
 201 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 202 {
 203         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 204 }
 205 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 206
 207 /*
 208  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 209  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 210  * device.  Takes the superblock lock.
 211  */
 212 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 213 {
 214         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 215         if (sb) {
 216                 int res = sync_filesystem(sb);
 217                 drop_super(sb);
 218                 return res;
 219         }
 220         return sync_blockdev(bdev);
 221 }
 222 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 223
 224 /**
 225  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 226  * @bdev:       blockdevice to lock
 227  *
 228  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 229  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 230  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 231  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 232  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 233  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 234  * actually.
 235  */
 236 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 237 {
 238         struct super_block *sb;
 239         int error = 0;
 240
 241         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 242         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 243                 /*
 244                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 245                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 246                  * thaw_bdev drops it.
 247                  */
 248                 sb = get_super(bdev);
 249                 if (sb)
 250                         drop_super(sb);
 251                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 252                 return sb;
 253         }
 254
 255         sb = get_active_super(bdev);
 256         if (!sb)
 257                 goto out;
 258         if (sb->s_op->freeze_super)
 259                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 260         else
 261                 error = freeze_super(sb);
 262         if (error) {
 263                 deactivate_super(sb);
 264                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 265                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 266                 return ERR_PTR(error);
 267         }
 268         deactivate_super(sb);
 269  out:
 270         sync_blockdev(bdev);
 271         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 272         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 273 }
 274 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 275
 276 /**
 277  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 278  * @bdev:       blockdevice to unlock
 279  * @sb:         associated superblock
 280  *
 281  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 282  */
 283 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 284 {
 285         int error = -EINVAL;
 286
 287         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 288         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 289                 goto out;
 290
 291         error = 0;
 292         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 293                 goto out;
 294
 295         if (!sb)
 296                 goto out;
 297
 298         if (sb->s_op->thaw_super)
 299                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 300         else
 301                 error = thaw_super(sb);
 302         if (error)
 303                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 304 out:
 305         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 306         return error;
 307 }
 308 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 309
 310 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 311 {
 312         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 313 }
 314
 315 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 316 {
 317         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 318 }
 319
 320 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 321                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 322 {
 323         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 324 }
 325
 326 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 327                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 328                         struct page **pagep, void **fsdata)
 329 {
 330         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 331                                  blkdev_get_block);
 332 }
 333
 334 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 335                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 336                         struct page *page, void *fsdata)
 337 {
 338         int ret;
 339         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 340
 341         unlock_page(page);
 342         put_page(page);
 343
 344         return ret;
 345 }
 346
 347 /*
 348  * private llseek:
 349  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 350  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 351  */
 352 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 353 {
 354         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 355         loff_t retval;
 356
 357         inode_lock(bd_inode);
 358         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 359         inode_unlock(bd_inode);
 360         return retval;
 361 }
 362
 363 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 364 {
 365         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 366         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 367         int error;
 368
 369         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 370         if (error)
 371                 return error;
 372
 373         /*
 374          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 375          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 376          * O_SYNC writers to a block device.
 377          */
 378         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 379         if (error == -EOPNOTSUPP)
 380                 error = 0;
 381
 382         return error;
 383 }
 384 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 385
 386 /**
 387  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 388  * @bdev: The device to read the page from
 389  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 390  * @page: The page to read
 391  *
 392  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 393  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 394  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 395  *
 396  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 397  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 398  * than propagate an error back up the stack.
 399  *
 400  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 401  */
 402 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 403                         struct page *page)
 404 {
 405         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 406         int result = -EOPNOTSUPP;
 407
 408         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 409                 return result;
 410
 411         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 412         if (result)
 413                 return result;
 414         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 415         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 416         return result;
 417 }
 418 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 419
 420 /**
 421  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 422  * @bdev: The device to write the page to
 423  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 424  * @page: The page to write
 425  * @wbc: The writeback_control for the write
 426  *
 427  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 428  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 429  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 430  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 431  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 432  *
 433  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 434  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 435  * than propagate an error back up the stack.
 436  *
 437  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 438  */
 439 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 440                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 441 {
 442         int result;
 443         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 444
 445         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 446                 return -EOPNOTSUPP;
 447         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 448         if (result)
 449                 return result;
 450
 451         set_page_writeback(page);
 452         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 453         if (result) {
 454                 end_page_writeback(page);
 455         } else {
 456                 clean_page_buffers(page);
 457                 unlock_page(page);
 458         }
 459         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 460         return result;
 461 }
 462 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 463
 464 /**
 465  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
 466  * @bdev: The device containing the memory
 467  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
 468  *
 469  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
 470  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
 471  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
 472  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
 473  * page tables.
 474  *
 475  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
 476  * accessible at this address.
 477  */
 478 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
 479 {
 480         sector_t sector = dax->sector;
 481         long avail, size = dax->size;
 482         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 483
 484         /*
 485          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
 486          * memory directly accessible.
 487          */
 488         might_sleep();
 489
 490         if (size < 0)
 491                 return size;
 492         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
 493                 return -EOPNOTSUPP;
 494         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
 495                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
 496                 return -ERANGE;
 497         sector += get_start_sect(bdev);
 498         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
 499                 return -EINVAL;
 500         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
 501         if (!avail)
 502                 return -ERANGE;
 503         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
 504                 return -ENXIO;
 505         return min(avail, size);
 506 }
 507 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
 508
 509 /**
 510  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 511  * @sb: The superblock of the device
 512  * @blocksize: The block size of the device
 513  *
 514  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 515  * can be mounted with dax option.
 516  *
 517  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 518  */
 519 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 520 {
 521         struct blk_dax_ctl dax = {
 522                 .sector = 0,
 523                 .size = PAGE_SIZE,
 524         };
 525         int err;
 526
 527         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 528                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 529                 return -EINVAL;
 530         }
 531
 532         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
 533         if (err < 0) {
 534                 switch (err) {
 535                 case -EOPNOTSUPP:
 536                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 537                                 "error: device does not support dax");
 538                         break;
 539                 case -EINVAL:
 540                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 541                                 "error: unaligned partition for dax");
 542                         break;
 543                 default:
 544                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 545                                 "error: dax access failed (%d)", err);
 546                 }
 547                 return err;
 548         }
 549
 550         return 0;
 551 }
 552 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 553
 554 /**
 555  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
 556  * @bdev: The device for raw block device access
 557  */
 558 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
 559 {
 560         struct blk_dax_ctl dax = {
 561                 .size = PAGE_SIZE,
 562         };
 563
 564         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
 565                 return false;
 566
 567         dax.sector = 0;
 568         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 569                 return false;
 570
 571         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
 572         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 573                 return false;
 574
 575         return true;
 576 }
 577
 578 /*
 579  * pseudo-fs
 580  */
 581
 582 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 583 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 584
 585 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 586 {
 587         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 588         if (!ei)
 589                 return NULL;
 590         return &ei->vfs_inode;
 591 }
 592
 593 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 594 {
 595         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 596         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 597
 598         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 599 }
 600
 601 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 602 {
 603         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 604 }
 605
 606 static void init_once(void *foo)
 607 {
 608         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 609         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 610
 611         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 612         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 613         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 614 #ifdef CONFIG_SYSFS
 615         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 616 #endif
 617         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 618         /* Initialize mutex for freeze. */
 619         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 620 }
 621
 622 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 623 {
 624         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 625         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 626         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 627         clear_inode(inode);
 628         spin_lock(&bdev_lock);
 629         list_del_init(&bdev->bd_list);
 630         spin_unlock(&bdev_lock);
 631 }
 632
 633 static const struct super_operations bdev_sops = {
 634         .statfs = simple_statfs,
 635         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 636         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 637         .drop_inode = generic_delete_inode,
 638         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 639 };
 640
 641 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 642         int flags, const char *dev_name, void *data)
 643 {
 644         struct dentry *dent;
 645         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 646         if (!IS_ERR(dent))
 647                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 648         return dent;
 649 }
 650
 651 static struct file_system_type bd_type = {
 652         .name           = "bdev",
 653         .mount          = bd_mount,
 654         .kill_sb        = kill_anon_super,
 655 };
 656
 657 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 658 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 659
 660 void __init bdev_cache_init(void)
 661 {
 662         int err;
 663         static struct vfsmount *bd_mnt;
 664
 665         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 666                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 667                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 668                         init_once);
 669         err = register_filesystem(&bd_type);
 670         if (err)
 671                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 672         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 673         if (IS_ERR(bd_mnt))
 674                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 675         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 676 }
 677
 678 /*
 679  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 680  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 681  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 682  */
 683 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 684 {
 685         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 686 }
 687
 688 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 689 {
 690         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 691 }
 692
 693 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 694 {
 695         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 696         return 0;
 697 }
 698
 699 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 700
 701 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 702 {
 703         struct block_device *bdev;
 704         struct inode *inode;
 705
 706         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 707                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 708
 709         if (!inode)
 710                 return NULL;
 711
 712         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 713
 714         if (inode->i_state & I_NEW) {
 715                 bdev->bd_contains = NULL;
 716                 bdev->bd_super = NULL;
 717                 bdev->bd_inode = inode;
 718                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 719                 bdev->bd_part_count = 0;
 720                 bdev->bd_invalidated = 0;
 721                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 722                 inode->i_rdev = dev;
 723                 inode->i_bdev = bdev;
 724                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 725                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 726                 spin_lock(&bdev_lock);
 727                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 728                 spin_unlock(&bdev_lock);
 729                 unlock_new_inode(inode);
 730         }
 731         return bdev;
 732 }
 733
 734 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 735
 736 /**
 737  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 738  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 739  */
 740 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 741 {
 742         ihold(bdev->bd_inode);
 743         return bdev;
 744 }
 745 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 746
 747 long nr_blockdev_pages(void)
 748 {
 749         struct block_device *bdev;
 750         long ret = 0;
 751         spin_lock(&bdev_lock);
 752         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 753                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 754         }
 755         spin_unlock(&bdev_lock);
 756         return ret;
 757 }
 758
 759 void bdput(struct block_device *bdev)
 760 {
 761         iput(bdev->bd_inode);
 762 }
 763
 764 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 765
 766 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 767 {
 768         struct block_device *bdev;
 769
 770         spin_lock(&bdev_lock);
 771         bdev = inode->i_bdev;
 772         if (bdev) {
 773                 bdgrab(bdev);
 774                 spin_unlock(&bdev_lock);
 775                 return bdev;
 776         }
 777         spin_unlock(&bdev_lock);
 778
 779         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 780         if (bdev) {
 781                 spin_lock(&bdev_lock);
 782                 if (!inode->i_bdev) {
 783                         /*
 784                          * We take an additional reference to bd_inode,
 785                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 786                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 787                          * without igrab().
 788                          */
 789                         bdgrab(bdev);
 790                         inode->i_bdev = bdev;
 791                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 792                 }
 793                 spin_unlock(&bdev_lock);
 794         }
 795         return bdev;
 796 }
 797
 798 /* Call when you free inode */
 799
 800 void bd_forget(struct inode *inode)
 801 {
 802         struct block_device *bdev = NULL;
 803
 804         spin_lock(&bdev_lock);
 805         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 806                 bdev = inode->i_bdev;
 807         inode->i_bdev = NULL;
 808         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 809         spin_unlock(&bdev_lock);
 810
 811         if (bdev)
 812                 bdput(bdev);
 813 }
 814
 815 /**
 816  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 817  * @bdev: block device of interest
 818  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 819  * @holder: holder trying to claim @bdev
 820  *
 821  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 822  *
 823  * CONTEXT:
 824  * spin_lock(&bdev_lock).
 825  *
 826  * RETURNS:
 827  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 828  */
 829 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 830                          void *holder)
 831 {
 832         if (bdev->bd_holder == holder)
 833                 return true;     /* already a holder */
 834         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 835                 return false;    /* held by someone else */
 836         else if (whole == bdev)
 837                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 838
 839         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 840                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 841         else if (whole->bd_holder != NULL)
 842                 return false;    /* is a partition of a held device */
 843         else
 844                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 845 }
 846
 847 /**
 848  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 849  * @bdev: block device of interest
 850  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 851  * @holder: holder trying to claim @bdev
 852  *
 853  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 854  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 855  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 856  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 857  *
 858  * CONTEXT:
 859  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 860  * it multiple times.
 861  *
 862  * RETURNS:
 863  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 864  */
 865 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 866                                struct block_device *whole, void *holder)
 867 {
 868 retry:
 869         /* if someone else claimed, fail */
 870         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 871                 return -EBUSY;
 872
 873         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 874         if (whole->bd_claiming) {
 875                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 876                 DEFINE_WAIT(wait);
 877
 878                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 879                 spin_unlock(&bdev_lock);
 880                 schedule();
 881                 finish_wait(wq, &wait);
 882                 spin_lock(&bdev_lock);
 883                 goto retry;
 884         }
 885
 886         /* yay, all mine */
 887         return 0;
 888 }
 889
 890 /**
 891  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 892  * @bdev: block device of interest
 893  * @holder: holder trying to claim @bdev
 894  *
 895  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 896  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 897  * successful call to this function must be matched with a call to
 898  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 899  * fail).
 900  *
 901  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 902  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 903  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 904  * access but may subsequently fail.
 905  *
 906  * CONTEXT:
 907  * Might sleep.
 908  *
 909  * RETURNS:
 910  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 911  * value on failure.
 912  */
 913 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 914                                               void *holder)
 915 {
 916         struct gendisk *disk;
 917         struct block_device *whole;
 918         int partno, err;
 919
 920         might_sleep();
 921
 922         /*
 923          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 924          * and grab the outer block device the hard way.
 925          */
 926         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 927         if (!disk)
 928                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 929
 930         /*
 931          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 932          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 933          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 934          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 935          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 936          * way.
 937          */
 938         if (partno)
 939                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 940         else
 941                 whole = bdgrab(bdev);
 942
 943         module_put(disk->fops->owner);
 944         put_disk(disk);
 945         if (!whole)
 946                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 947
 948         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 949         spin_lock(&bdev_lock);
 950
 951         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 952         if (err == 0) {
 953                 whole->bd_claiming = holder;
 954                 spin_unlock(&bdev_lock);
 955                 return whole;
 956         } else {
 957                 spin_unlock(&bdev_lock);
 958                 bdput(whole);
 959                 return ERR_PTR(err);
 960         }
 961 }
 962
 963 #ifdef CONFIG_SYSFS
 964 struct bd_holder_disk {
 965         struct list_head        list;
 966         struct gendisk          *disk;
 967         int                     refcnt;
 968 };
 969
 970 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 971                                                   struct gendisk *disk)
 972 {
 973         struct bd_holder_disk *holder;
 974
 975         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 976                 if (holder->disk == disk)
 977                         return holder;
 978         return NULL;
 979 }
 980
 981 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 982 {
 983         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 984 }
 985
 986 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 987 {
 988         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 989 }
 990
 991 /**
 992  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
 993  * @bdev: the claimed slave bdev
 994  * @disk: the holding disk
 995  *
 996  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
 997  *
 998  * This functions creates the following sysfs symlinks.
 999  *
1000  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1001  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1002  *
1003  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1004  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1005  *
1006  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1007  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1008  *
1009  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1010  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1011  * lifetime of these symlinks.
1012  *
1013  * CONTEXT:
1014  * Might sleep.
1015  *
1016  * RETURNS:
1017  * 0 on success, -errno on failure.
1018  */
1019 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1020 {
1021         struct bd_holder_disk *holder;
1022         int ret = 0;
1023
1024         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1025
1026         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1027
1028         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1029         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1030                 goto out_unlock;
1031
1032         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1033         if (holder) {
1034                 holder->refcnt++;
1035                 goto out_unlock;
1036         }
1037
1038         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1039         if (!holder) {
1040                 ret = -ENOMEM;
1041                 goto out_unlock;
1042         }
1043
1044         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1045         holder->disk = disk;
1046         holder->refcnt = 1;
1047
1048         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1049         if (ret)
1050                 goto out_free;
1051
1052         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1053         if (ret)
1054                 goto out_del;
1055         /*
1056          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1057          * the holder directory.  Hold on to it.
1058          */
1059         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1060
1061         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1062         goto out_unlock;
1063
1064 out_del:
1065         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1066 out_free:
1067         kfree(holder);
1068 out_unlock:
1069         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1070         return ret;
1071 }
1072 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1073
1074 /**
1075  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1076  * @bdev: the calimed slave bdev
1077  * @disk: the holding disk
1078  *
1079  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1080  *
1081  * CONTEXT:
1082  * Might sleep.
1083  */
1084 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1085 {
1086         struct bd_holder_disk *holder;
1087
1088         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1089
1090         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1091
1092         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1093                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1094                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1095                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1096                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1097                 list_del_init(&holder->list);
1098                 kfree(holder);
1099         }
1100
1101         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1102 }
1103 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1104 #endif
1105
1106 /**
1107  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1108  *
1109  * @bdev:      struct block device to be flushed
1110  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1111  *
1112  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1113  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1114  * resize.
1115  */
1116 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1117 {
1118         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1119                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1120                        "resized disk %s\n",
1121                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1122         }
1123
1124         if (!bdev->bd_disk)
1125                 return;
1126         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1127                 bdev->bd_invalidated = 1;
1128 }
1129
1130 /**
1131  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1132  * @disk: struct gendisk to check
1133  * @bdev: struct bdev to adjust.
1134  *
1135  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1136  * and adjusts it if it differs.
1137  */
1138 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1139 {
1140         loff_t disk_size, bdev_size;
1141
1142         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1143         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1144         if (disk_size != bdev_size) {
1145                 printk(KERN_INFO
1146                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1147                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1148                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1149                 flush_disk(bdev, false);
1150         }
1151 }
1152 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1153
1154 /**
1155  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1156  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1157  *
1158  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1159  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1160  * for all revalidate_disk operations.
1161  */
1162 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1163 {
1164         struct block_device *bdev;
1165         int ret = 0;
1166
1167         if (disk->fops->revalidate_disk)
1168                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1169         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1170         if (!bdev)
1171                 return ret;
1172
1173         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1174         check_disk_size_change(disk, bdev);
1175         bdev->bd_invalidated = 0;
1176         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1177         bdput(bdev);
1178         return ret;
1179 }
1180 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1181
1182 /*
1183  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1184  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1185  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1186  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1187  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1188  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1189  * to lose :-)
1190  */
1191 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1192 {
1193         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1194         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1195         unsigned int events;
1196
1197         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1198                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1199         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1200                 return 0;
1201
1202         flush_disk(bdev, true);
1203         if (bdops->revalidate_disk)
1204                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1205         return 1;
1206 }
1207
1208 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1209
1210 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1211 {
1212         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1213
1214         inode_lock(bdev->bd_inode);
1215         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1216         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1217         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1218                 if (size & bsize)
1219                         break;
1220                 bsize <<= 1;
1221         }
1222         bdev->bd_block_size = bsize;
1223         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1224 }
1225 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1226
1227 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1228
1229 /*
1230  * bd_mutex locking:
1231  *
1232  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1233  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1234  */
1235
1236 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1237 {
1238         struct gendisk *disk;
1239         struct module *owner;
1240         int ret;
1241         int partno;
1242         int perm = 0;
1243
1244         if (mode & FMODE_READ)
1245                 perm |= MAY_READ;
1246         if (mode & FMODE_WRITE)
1247                 perm |= MAY_WRITE;
1248         /*
1249          * hooks: /n/, see "layering violations".
1250          */
1251         if (!for_part) {
1252                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1253                 if (ret != 0) {
1254                         bdput(bdev);
1255                         return ret;
1256                 }
1257         }
1258
1259  restart:
1260
1261         ret = -ENXIO;
1262         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1263         if (!disk)
1264                 goto out;
1265         owner = disk->fops->owner;
1266
1267         disk_block_events(disk);
1268         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1269         if (!bdev->bd_openers) {
1270                 bdev->bd_disk = disk;
1271                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1272                 bdev->bd_contains = bdev;
1273
1274                 if (!partno) {
1275                         ret = -ENXIO;
1276                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1277                         if (!bdev->bd_part)
1278                                 goto out_clear;
1279
1280                         ret = 0;
1281                         if (disk->fops->open) {
1282                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1283                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1284                                         /* Lost a race with 'disk' being
1285                                          * deleted, try again.
1286                                          * See md.c
1287                                          */
1288                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1289                                         bdev->bd_part = NULL;
1290                                         bdev->bd_disk = NULL;
1291                                         bdev->bd_queue = NULL;
1292                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1293                                         disk_unblock_events(disk);
1294                                         put_disk(disk);
1295                                         module_put(owner);
1296                                         goto restart;
1297                                 }
1298                         }
1299
1300                         if (!ret)
1301                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1302
1303                         /*
1304                          * If the device is invalidated, rescan partition
1305                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1306                          * The latter is necessary to prevent ghost
1307                          * partitions on a removed medium.
1308                          */
1309                         if (bdev->bd_invalidated) {
1310                                 if (!ret)
1311                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1312                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1313                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1314                         }
1315
1316                         if (ret)
1317                                 goto out_clear;
1318                 } else {
1319                         struct block_device *whole;
1320                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1321                         ret = -ENOMEM;
1322                         if (!whole)
1323                                 goto out_clear;
1324                         BUG_ON(for_part);
1325                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1326                         if (ret)
1327                                 goto out_clear;
1328                         bdev->bd_contains = whole;
1329                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1330                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1331                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1332                                 ret = -ENXIO;
1333                                 goto out_clear;
1334                         }
1335                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1336                 }
1337         } else {
1338                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1339                         ret = 0;
1340                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1341                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1342                         /* the same as first opener case, read comment there */
1343                         if (bdev->bd_invalidated) {
1344                                 if (!ret)
1345                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1346                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1347                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1348                         }
1349                         if (ret)
1350                                 goto out_unlock_bdev;
1351                 }
1352                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1353                 put_disk(disk);
1354                 module_put(owner);
1355         }
1356         bdev->bd_openers++;
1357         if (for_part)
1358                 bdev->bd_part_count++;
1359         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1360         disk_unblock_events(disk);
1361         return 0;
1362
1363  out_clear:
1364         disk_put_part(bdev->bd_part);
1365         bdev->bd_disk = NULL;
1366         bdev->bd_part = NULL;
1367         bdev->bd_queue = NULL;
1368         if (bdev != bdev->bd_contains)
1369                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1370         bdev->bd_contains = NULL;
1371  out_unlock_bdev:
1372         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1373         disk_unblock_events(disk);
1374         put_disk(disk);
1375         module_put(owner);
1376  out:
1377         bdput(bdev);
1378
1379         return ret;
1380 }
1381
1382 /**
1383  * blkdev_get - open a block device
1384  * @bdev: block_device to open
1385  * @mode: FMODE_* mask
1386  * @holder: exclusive holder identifier
1387  *
1388  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1389  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1390  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1391  *
1392  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1393  * @bdev is put.
1394  *
1395  * CONTEXT:
1396  * Might sleep.
1397  *
1398  * RETURNS:
1399  * 0 on success, -errno on failure.
1400  */
1401 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1402 {
1403         struct block_device *whole = NULL;
1404         int res;
1405
1406         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1407
1408         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1409                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1410                 if (IS_ERR(whole)) {
1411                         bdput(bdev);
1412                         return PTR_ERR(whole);
1413                 }
1414         }
1415
1416         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1417
1418         if (whole) {
1419                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1420
1421                 /* finish claiming */
1422                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1423                 spin_lock(&bdev_lock);
1424
1425                 if (!res) {
1426                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1427                         /*
1428                          * Note that for a whole device bd_holders
1429                          * will be incremented twice, and bd_holder
1430                          * will be set to bd_may_claim before being
1431                          * set to holder
1432                          */
1433                         whole->bd_holders++;
1434                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1435                         bdev->bd_holders++;
1436                         bdev->bd_holder = holder;
1437                 }
1438
1439                 /* tell others that we're done */
1440                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1441                 whole->bd_claiming = NULL;
1442                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1443
1444                 spin_unlock(&bdev_lock);
1445
1446                 /*
1447                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1448                  * write holder makes the write_holder state stick until
1449                  * all are released.  This is good enough and tracking
1450                  * individual writeable reference is too fragile given the
1451                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1452                  */
1453                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1454                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1455                         bdev->bd_write_holder = true;
1456                         disk_block_events(disk);
1457                 }
1458
1459                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1460                 bdput(whole);
1461         }
1462
1463         return res;
1464 }
1465 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1466
1467 /**
1468  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1469  * @path: path to the block device to open
1470  * @mode: FMODE_* mask
1471  * @holder: exclusive holder identifier
1472  *
1473  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1474  * and @holder are identical to blkdev_get().
1475  *
1476  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1477  *
1478  * CONTEXT:
1479  * Might sleep.
1480  *
1481  * RETURNS:
1482  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1483  */
1484 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1485                                         void *holder)
1486 {
1487         struct block_device *bdev;
1488         int err;
1489
1490         bdev = lookup_bdev(path);
1491         if (IS_ERR(bdev))
1492                 return bdev;
1493
1494         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1495         if (err)
1496                 return ERR_PTR(err);
1497
1498         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1499                 blkdev_put(bdev, mode);
1500                 return ERR_PTR(-EACCES);
1501         }
1502
1503         return bdev;
1504 }
1505 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1506
1507 /**
1508  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1509  * @dev: device number of block device to open
1510  * @mode: FMODE_* mask
1511  * @holder: exclusive holder identifier
1512  *
1513  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1514  * @holder are identical to blkdev_get().
1515  *
1516  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1517  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1518  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1519  * ever need it - reconsider your API.
1520  *
1521  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1522  *
1523  * CONTEXT:
1524  * Might sleep.
1525  *
1526  * RETURNS:
1527  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1528  */
1529 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1530 {
1531         struct block_device *bdev;
1532         int err;
1533
1534         bdev = bdget(dev);
1535         if (!bdev)
1536                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1537
1538         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1539         if (err)
1540                 return ERR_PTR(err);
1541
1542         return bdev;
1543 }
1544 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1545
1546 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1547 {
1548         struct block_device *bdev;
1549
1550         /*
1551          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1552          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1553          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1554          * during an unstable branch.
1555          */
1556         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1557
1558         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1559                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1560         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1561                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1562         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1563                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1564
1565         bdev = bd_acquire(inode);
1566         if (bdev == NULL)
1567                 return -ENOMEM;
1568
1569         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1570
1571         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1572 }
1573
1574 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1575 {
1576         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1577         struct block_device *victim = NULL;
1578
1579         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1580         if (for_part)
1581                 bdev->bd_part_count--;
1582
1583         if (!--bdev->bd_openers) {
1584                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1585                 sync_blockdev(bdev);
1586                 kill_bdev(bdev);
1587
1588                 bdev_write_inode(bdev);
1589                 /*
1590                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1591                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1592                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1593                  */
1594                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1595         }
1596         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1597                 if (disk->fops->release)
1598                         disk->fops->release(disk, mode);
1599         }
1600         if (!bdev->bd_openers) {
1601                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1602
1603                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1604                 bdev->bd_part = NULL;
1605                 bdev->bd_disk = NULL;
1606                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1607                         victim = bdev->bd_contains;
1608                 bdev->bd_contains = NULL;
1609
1610                 put_disk(disk);
1611                 module_put(owner);
1612         }
1613         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1614         bdput(bdev);
1615         if (victim)
1616                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1617 }
1618
1619 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1620 {
1621         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1622
1623         if (mode & FMODE_EXCL) {
1624                 bool bdev_free;
1625
1626                 /*
1627                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1628                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1629                  * synchronize disk_holder unlinking.
1630                  */
1631                 spin_lock(&bdev_lock);
1632
1633                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1634                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1635
1636                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1637                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1638                         bdev->bd_holder = NULL;
1639                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1640                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1641
1642                 spin_unlock(&bdev_lock);
1643
1644                 /*
1645                  * If this was the last claim, remove holder link and
1646                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1647                  */
1648                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1649                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1650                         bdev->bd_write_holder = false;
1651                 }
1652         }
1653
1654         /*
1655          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1656          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1657          * from userland - e.g. eject(1).
1658          */
1659         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1660
1661         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1662
1663         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1664 }
1665 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1666
1667 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1668 {
1669         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1670         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1675 {
1676         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1677         fmode_t mode = file->f_mode;
1678
1679         /*
1680          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1681          * to updated it before every ioctl.
1682          */
1683         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1684                 mode |= FMODE_NDELAY;
1685         else
1686                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1687
1688         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1689 }
1690
1691 /*
1692  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1693  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1694  *
1695  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1696  * use.
1697  */
1698 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1699 {
1700         struct file *file = iocb->ki_filp;
1701         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1702         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1703         struct blk_plug plug;
1704         ssize_t ret;
1705
1706         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1707                 return -EPERM;
1708
1709         if (!iov_iter_count(from))
1710                 return 0;
1711
1712         if (iocb->ki_pos >= size)
1713                 return -ENOSPC;
1714
1715         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1716
1717         blk_start_plug(&plug);
1718         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1719         if (ret > 0)
1720                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1721         blk_finish_plug(&plug);
1722         return ret;
1723 }
1724 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1725
1726 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1727 {
1728         struct file *file = iocb->ki_filp;
1729         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1730         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1731         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1732
1733         if (pos >= size)
1734                 return 0;
1735
1736         size -= pos;
1737         iov_iter_truncate(to, size);
1738         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1739 }
1740 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1741
1742 /*
1743  * Try to release a page associated with block device when the system
1744  * is under memory pressure.
1745  */
1746 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1747 {
1748         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1749
1750         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1751                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1752
1753         return try_to_free_buffers(page);
1754 }
1755
1756 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1757                              struct writeback_control *wbc)
1758 {
1759         if (dax_mapping(mapping)) {
1760                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1761
1762                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1763         }
1764         return generic_writepages(mapping, wbc);
1765 }
1766
1767 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1768         .readpage       = blkdev_readpage,
1769         .readpages      = blkdev_readpages,
1770         .writepage      = blkdev_writepage,
1771         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1772         .write_end      = blkdev_write_end,
1773         .writepages     = blkdev_writepages,
1774         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1775         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1776         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1777 };
1778
1779 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1780                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1781                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1782
1783 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1784                              loff_t len)
1785 {
1786         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1787         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1788         struct address_space *mapping;
1789         loff_t end = start + len - 1;
1790         loff_t isize;
1791         int error;
1792
1793         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1794         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1795                 return -EOPNOTSUPP;
1796
1797         /* Don't go off the end of the device. */
1798         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1799         if (start >= isize)
1800                 return -EINVAL;
1801         if (end >= isize) {
1802                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1803                         len = isize - start;
1804                         end = start + len - 1;
1805                 } else
1806                         return -EINVAL;
1807         }
1808
1809         /*
1810          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1811          */
1812         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1813                 return -EINVAL;
1814
1815         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1816         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1817         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
1818
1819         switch (mode) {
1820         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1821         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1822                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1823                                             GFP_KERNEL, false);
1824                 break;
1825         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1826                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
1827                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
1828                         return -EOPNOTSUPP;
1829                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1830                                              GFP_KERNEL, 0);
1831                 break;
1832         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1833                 if (!blk_queue_discard(q))
1834                         return -EOPNOTSUPP;
1835                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1836                                              GFP_KERNEL, 0);
1837                 break;
1838         default:
1839                 return -EOPNOTSUPP;
1840         }
1841         if (error)
1842                 return error;
1843
1844         /*
1845          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
1846          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
1847          * inclusive, so the rounding here is safe.
1848          */
1849         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
1850                                              start >> PAGE_SHIFT,
1851                                              end >> PAGE_SHIFT);
1852 }
1853
1854 const struct file_operations def_blk_fops = {
1855         .open           = blkdev_open,
1856         .release        = blkdev_close,
1857         .llseek         = block_llseek,
1858         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1859         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1860         .mmap           = generic_file_mmap,
1861         .fsync          = blkdev_fsync,
1862         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1863 #ifdef CONFIG_COMPAT
1864         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1865 #endif
1866         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1867         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1868         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1869 };
1870
1871 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1872 {
1873         int res;
1874         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1875         set_fs(KERNEL_DS);
1876         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1877         set_fs(old_fs);
1878         return res;
1879 }
1880
1881 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1882
1883 /**
1884  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1885  * @pathname:   special file representing the block device
1886  *
1887  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1888  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1889  * otherwise.
1890  */
1891 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1892 {
1893         struct block_device *bdev;
1894         struct inode *inode;
1895         struct path path;
1896         int error;
1897
1898         if (!pathname || !*pathname)
1899                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1900
1901         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1902         if (error)
1903                 return ERR_PTR(error);
1904
1905         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1906         error = -ENOTBLK;
1907         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1908                 goto fail;
1909         error = -EACCES;
1910         if (!may_open_dev(&path))
1911                 goto fail;
1912         error = -ENOMEM;
1913         bdev = bd_acquire(inode);
1914         if (!bdev)
1915                 goto fail;
1916 out:
1917         path_put(&path);
1918         return bdev;
1919 fail:
1920         bdev = ERR_PTR(error);
1921         goto out;
1922 }
1923 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1924
1925 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1926 {
1927         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1928         int res = 0;
1929
1930         if (sb) {
1931                 /*
1932                  * no need to lock the super, get_super holds the
1933                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1934                  * under us (->put_super runs with the write lock
1935                  * hold).
1936                  */
1937                 shrink_dcache_sb(sb);
1938                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1939                 drop_super(sb);
1940         }
1941         invalidate_bdev(bdev);
1942         return res;
1943 }
1944 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1945
1946 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1947 {
1948         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1949
1950         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1951         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1952                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1953                 struct block_device *bdev;
1954
1955                 spin_lock(&inode->i_lock);
1956                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1957                     mapping->nrpages == 0) {
1958                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1959                         continue;
1960                 }
1961                 __iget(inode);
1962                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1963                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1964                 /*
1965                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1966                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1967                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1968                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1969                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1970                  * later.
1971                  */
1972                 iput(old_inode);
1973                 old_inode = inode;
1974                 bdev = I_BDEV(inode);
1975
1976                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1977                 if (bdev->bd_openers)
1978                         func(bdev, arg);
1979                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1980
1981                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1982         }
1983         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1984         iput(old_inode);
1985 }