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 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 118 {
 119         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 120         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 121
 122         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 123                 if (size & bsize)
 124                         break;
 125                 bsize <<= 1;
 126         }
 127         bdev->bd_block_size = bsize;
 128         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 129 }
 130
 131 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 132 {
 133         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 134         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 135                 return -EINVAL;
 136
 137         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 138         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 139                 return -EINVAL;
 140
 141         /* Don't change the size if it is same as current */
 142         if (bdev->bd_block_size != size) {
 143                 sync_blockdev(bdev);
 144                 bdev->bd_block_size = size;
 145                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 146                 kill_bdev(bdev);
 147         }
 148         return 0;
 149 }
 150
 151 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 152
 153 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 154 {
 155         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 156                 return 0;
 157         /* If we get here, we know size is power of two
 158          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 159         sb->s_blocksize = size;
 160         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 161         return sb->s_blocksize;
 162 }
 163
 164 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 165
 166 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 167 {
 168         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 169         if (size < minsize)
 170                 size = minsize;
 171         return sb_set_blocksize(sb, size);
 172 }
 173
 174 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 175
 176 static int
 177 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 178                 struct buffer_head *bh, int create)
 179 {
 180         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 181         bh->b_blocknr = iblock;
 182         set_buffer_mapped(bh);
 183         return 0;
 184 }
 185
 186 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 187 {
 188         return file->f_mapping->host;
 189 }
 190
 191 static ssize_t
 192 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 193 {
 194         struct file *file = iocb->ki_filp;
 195         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 196
 197         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
 198                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
 199                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
 200 }
 201
 202 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 203 {
 204         if (!bdev)
 205                 return 0;
 206         if (!wait)
 207                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 208         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 213  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 214  */
 215 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 216 {
 217         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 218 }
 219 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 220
 221 /*
 222  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 223  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 224  * device.  Takes the superblock lock.
 225  */
 226 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 227 {
 228         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 229         if (sb) {
 230                 int res = sync_filesystem(sb);
 231                 drop_super(sb);
 232                 return res;
 233         }
 234         return sync_blockdev(bdev);
 235 }
 236 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 237
 238 /**
 239  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 240  * @bdev:       blockdevice to lock
 241  *
 242  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 243  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 244  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 245  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 246  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 247  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 248  * actually.
 249  */
 250 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 251 {
 252         struct super_block *sb;
 253         int error = 0;
 254
 255         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 256         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 257                 /*
 258                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 259                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 260                  * thaw_bdev drops it.
 261                  */
 262                 sb = get_super(bdev);
 263                 if (sb)
 264                         drop_super(sb);
 265                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 266                 return sb;
 267         }
 268
 269         sb = get_active_super(bdev);
 270         if (!sb)
 271                 goto out;
 272         if (sb->s_op->freeze_super)
 273                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 274         else
 275                 error = freeze_super(sb);
 276         if (error) {
 277                 deactivate_super(sb);
 278                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 279                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 280                 return ERR_PTR(error);
 281         }
 282         deactivate_super(sb);
 283  out:
 284         sync_blockdev(bdev);
 285         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 286         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 287 }
 288 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 289
 290 /**
 291  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 292  * @bdev:       blockdevice to unlock
 293  * @sb:         associated superblock
 294  *
 295  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 296  */
 297 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 298 {
 299         int error = -EINVAL;
 300
 301         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 302         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 303                 goto out;
 304
 305         error = 0;
 306         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 307                 goto out;
 308
 309         if (!sb)
 310                 goto out;
 311
 312         if (sb->s_op->thaw_super)
 313                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 314         else
 315                 error = thaw_super(sb);
 316         if (error)
 317                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 318 out:
 319         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 320         return error;
 321 }
 322 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 323
 324 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 325 {
 326         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 327 }
 328
 329 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 330 {
 331         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 332 }
 333
 334 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
 335                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
 336 {
 337         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
 338 }
 339
 340 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 341                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 342                         struct page **pagep, void **fsdata)
 343 {
 344         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 345                                  blkdev_get_block);
 346 }
 347
 348 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 349                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 350                         struct page *page, void *fsdata)
 351 {
 352         int ret;
 353         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 354
 355         unlock_page(page);
 356         put_page(page);
 357
 358         return ret;
 359 }
 360
 361 /*
 362  * private llseek:
 363  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 364  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 365  */
 366 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 367 {
 368         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 369         loff_t retval;
 370
 371         inode_lock(bd_inode);
 372         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 373         inode_unlock(bd_inode);
 374         return retval;
 375 }
 376
 377 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 378 {
 379         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 380         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 381         int error;
 382
 383         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
 384         if (error)
 385                 return error;
 386
 387         /*
 388          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 389          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 390          * O_SYNC writers to a block device.
 391          */
 392         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
 393         if (error == -EOPNOTSUPP)
 394                 error = 0;
 395
 396         return error;
 397 }
 398 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 399
 400 /**
 401  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 402  * @bdev: The device to read the page from
 403  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 404  * @page: The page to read
 405  *
 406  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 407  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 408  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 409  *
 410  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 411  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 412  * than propagate an error back up the stack.
 413  *
 414  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 415  */
 416 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 417                         struct page *page)
 418 {
 419         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 420         int result = -EOPNOTSUPP;
 421
 422         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 423                 return result;
 424
 425         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 426         if (result)
 427                 return result;
 428         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
 429         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 430         return result;
 431 }
 432 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
 433
 434 /**
 435  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 436  * @bdev: The device to write the page to
 437  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 438  * @page: The page to write
 439  * @wbc: The writeback_control for the write
 440  *
 441  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 442  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 443  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 444  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 445  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 446  *
 447  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 448  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 449  * than propagate an error back up the stack.
 450  *
 451  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 452  */
 453 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 454                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 455 {
 456         int result;
 457         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 458
 459         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 460                 return -EOPNOTSUPP;
 461         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
 462         if (result)
 463                 return result;
 464
 465         set_page_writeback(page);
 466         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
 467         if (result) {
 468                 end_page_writeback(page);
 469         } else {
 470                 clean_page_buffers(page);
 471                 unlock_page(page);
 472         }
 473         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
 474         return result;
 475 }
 476 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
 477
 478 /**
 479  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
 480  * @bdev: The device containing the memory
 481  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
 482  *
 483  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
 484  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
 485  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
 486  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
 487  * page tables.
 488  *
 489  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
 490  * accessible at this address.
 491  */
 492 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
 493 {
 494         sector_t sector = dax->sector;
 495         long avail, size = dax->size;
 496         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 497
 498         /*
 499          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
 500          * memory directly accessible.
 501          */
 502         might_sleep();
 503
 504         if (size < 0)
 505                 return size;
 506         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
 507                 return -EOPNOTSUPP;
 508         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
 509                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
 510                 return -ERANGE;
 511         sector += get_start_sect(bdev);
 512         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
 513                 return -EINVAL;
 514         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
 515         if (!avail)
 516                 return -ERANGE;
 517         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
 518                 return -ENXIO;
 519         return min(avail, size);
 520 }
 521 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
 522
 523 /**
 524  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
 525  * @sb: The superblock of the device
 526  * @blocksize: The block size of the device
 527  *
 528  * This is a library function for filesystems to check if the block device
 529  * can be mounted with dax option.
 530  *
 531  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
 532  */
 533 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
 534 {
 535         struct blk_dax_ctl dax = {
 536                 .sector = 0,
 537                 .size = PAGE_SIZE,
 538         };
 539         int err;
 540
 541         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
 542                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
 543                 return -EINVAL;
 544         }
 545
 546         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
 547         if (err < 0) {
 548                 switch (err) {
 549                 case -EOPNOTSUPP:
 550                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 551                                 "error: device does not support dax");
 552                         break;
 553                 case -EINVAL:
 554                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 555                                 "error: unaligned partition for dax");
 556                         break;
 557                 default:
 558                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
 559                                 "error: dax access failed (%d)", err);
 560                 }
 561                 return err;
 562         }
 563
 564         return 0;
 565 }
 566 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
 567
 568 /**
 569  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
 570  * @bdev: The device for raw block device access
 571  */
 572 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
 573 {
 574         struct blk_dax_ctl dax = {
 575                 .size = PAGE_SIZE,
 576         };
 577
 578         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
 579                 return false;
 580
 581         dax.sector = 0;
 582         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 583                 return false;
 584
 585         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
 586         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
 587                 return false;
 588
 589         return true;
 590 }
 591
 592 /*
 593  * pseudo-fs
 594  */
 595
 596 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 597 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 598
 599 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 600 {
 601         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 602         if (!ei)
 603                 return NULL;
 604         return &ei->vfs_inode;
 605 }
 606
 607 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
 608 {
 609         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
 610         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 611
 612         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 613 }
 614
 615 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 616 {
 617         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
 618 }
 619
 620 static void init_once(void *foo)
 621 {
 622         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 623         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 624
 625         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 626         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 627         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 628 #ifdef CONFIG_SYSFS
 629         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 630 #endif
 631         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 632         /* Initialize mutex for freeze. */
 633         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 634 }
 635
 636 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 637 {
 638         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 639         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 640         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 641         clear_inode(inode);
 642         spin_lock(&bdev_lock);
 643         list_del_init(&bdev->bd_list);
 644         spin_unlock(&bdev_lock);
 645 }
 646
 647 static const struct super_operations bdev_sops = {
 648         .statfs = simple_statfs,
 649         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 650         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 651         .drop_inode = generic_delete_inode,
 652         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 653 };
 654
 655 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
 656         int flags, const char *dev_name, void *data)
 657 {
 658         struct dentry *dent;
 659         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
 660         if (!IS_ERR(dent))
 661                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 662         return dent;
 663 }
 664
 665 static struct file_system_type bd_type = {
 666         .name           = "bdev",
 667         .mount          = bd_mount,
 668         .kill_sb        = kill_anon_super,
 669 };
 670
 671 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 672 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 673
 674 void __init bdev_cache_init(void)
 675 {
 676         int err;
 677         static struct vfsmount *bd_mnt;
 678
 679         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 680                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 681                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 682                         init_once);
 683         err = register_filesystem(&bd_type);
 684         if (err)
 685                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 686         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 687         if (IS_ERR(bd_mnt))
 688                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 689         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 690 }
 691
 692 /*
 693  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 694  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 695  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 696  */
 697 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 698 {
 699         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 700 }
 701
 702 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 703 {
 704         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 705 }
 706
 707 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 708 {
 709         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 710         return 0;
 711 }
 712
 713 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 714
 715 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 716 {
 717         struct block_device *bdev;
 718         struct inode *inode;
 719
 720         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 721                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 722
 723         if (!inode)
 724                 return NULL;
 725
 726         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 727
 728         if (inode->i_state & I_NEW) {
 729                 bdev->bd_contains = NULL;
 730                 bdev->bd_super = NULL;
 731                 bdev->bd_inode = inode;
 732                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
 733                 bdev->bd_part_count = 0;
 734                 bdev->bd_invalidated = 0;
 735                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 736                 inode->i_rdev = dev;
 737                 inode->i_bdev = bdev;
 738                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 739                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 740                 spin_lock(&bdev_lock);
 741                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 742                 spin_unlock(&bdev_lock);
 743                 unlock_new_inode(inode);
 744         }
 745         return bdev;
 746 }
 747
 748 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 749
 750 /**
 751  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 752  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 753  */
 754 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 755 {
 756         ihold(bdev->bd_inode);
 757         return bdev;
 758 }
 759 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 760
 761 long nr_blockdev_pages(void)
 762 {
 763         struct block_device *bdev;
 764         long ret = 0;
 765         spin_lock(&bdev_lock);
 766         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 767                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 768         }
 769         spin_unlock(&bdev_lock);
 770         return ret;
 771 }
 772
 773 void bdput(struct block_device *bdev)
 774 {
 775         iput(bdev->bd_inode);
 776 }
 777
 778 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 779
 780 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 781 {
 782         struct block_device *bdev;
 783
 784         spin_lock(&bdev_lock);
 785         bdev = inode->i_bdev;
 786         if (bdev) {
 787                 bdgrab(bdev);
 788                 spin_unlock(&bdev_lock);
 789                 return bdev;
 790         }
 791         spin_unlock(&bdev_lock);
 792
 793         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 794         if (bdev) {
 795                 spin_lock(&bdev_lock);
 796                 if (!inode->i_bdev) {
 797                         /*
 798                          * We take an additional reference to bd_inode,
 799                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 800                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 801                          * without igrab().
 802                          */
 803                         bdgrab(bdev);
 804                         inode->i_bdev = bdev;
 805                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 806                 }
 807                 spin_unlock(&bdev_lock);
 808         }
 809         return bdev;
 810 }
 811
 812 /* Call when you free inode */
 813
 814 void bd_forget(struct inode *inode)
 815 {
 816         struct block_device *bdev = NULL;
 817
 818         spin_lock(&bdev_lock);
 819         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 820                 bdev = inode->i_bdev;
 821         inode->i_bdev = NULL;
 822         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 823         spin_unlock(&bdev_lock);
 824
 825         if (bdev)
 826                 bdput(bdev);
 827 }
 828
 829 /**
 830  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 831  * @bdev: block device of interest
 832  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 833  * @holder: holder trying to claim @bdev
 834  *
 835  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 836  *
 837  * CONTEXT:
 838  * spin_lock(&bdev_lock).
 839  *
 840  * RETURNS:
 841  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 842  */
 843 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 844                          void *holder)
 845 {
 846         if (bdev->bd_holder == holder)
 847                 return true;     /* already a holder */
 848         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 849                 return false;    /* held by someone else */
 850         else if (whole == bdev)
 851                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 852
 853         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 854                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 855         else if (whole->bd_holder != NULL)
 856                 return false;    /* is a partition of a held device */
 857         else
 858                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 859 }
 860
 861 /**
 862  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
 863  * @bdev: block device of interest
 864  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
 865  * @holder: holder trying to claim @bdev
 866  *
 867  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
 868  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
 869  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
 870  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 871  *
 872  * CONTEXT:
 873  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
 874  * it multiple times.
 875  *
 876  * RETURNS:
 877  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 878  */
 879 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
 880                                struct block_device *whole, void *holder)
 881 {
 882 retry:
 883         /* if someone else claimed, fail */
 884         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
 885                 return -EBUSY;
 886
 887         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 888         if (whole->bd_claiming) {
 889                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 890                 DEFINE_WAIT(wait);
 891
 892                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 893                 spin_unlock(&bdev_lock);
 894                 schedule();
 895                 finish_wait(wq, &wait);
 896                 spin_lock(&bdev_lock);
 897                 goto retry;
 898         }
 899
 900         /* yay, all mine */
 901         return 0;
 902 }
 903
 904 /**
 905  * bd_start_claiming - start claiming a block device
 906  * @bdev: block device of interest
 907  * @holder: holder trying to claim @bdev
 908  *
 909  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
 910  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
 911  * successful call to this function must be matched with a call to
 912  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
 913  * fail).
 914  *
 915  * This function is used to gain exclusive access to the block device
 916  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
 917  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
 918  * access but may subsequently fail.
 919  *
 920  * CONTEXT:
 921  * Might sleep.
 922  *
 923  * RETURNS:
 924  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
 925  * value on failure.
 926  */
 927 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
 928                                               void *holder)
 929 {
 930         struct gendisk *disk;
 931         struct block_device *whole;
 932         int partno, err;
 933
 934         might_sleep();
 935
 936         /*
 937          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
 938          * and grab the outer block device the hard way.
 939          */
 940         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
 941         if (!disk)
 942                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 943
 944         /*
 945          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
 946          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
 947          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
 948          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
 949          * tracking is broken for those devices but it has always been that
 950          * way.
 951          */
 952         if (partno)
 953                 whole = bdget_disk(disk, 0);
 954         else
 955                 whole = bdgrab(bdev);
 956
 957         module_put(disk->fops->owner);
 958         put_disk(disk);
 959         if (!whole)
 960                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
 961
 962         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
 963         spin_lock(&bdev_lock);
 964
 965         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
 966         if (err == 0) {
 967                 whole->bd_claiming = holder;
 968                 spin_unlock(&bdev_lock);
 969                 return whole;
 970         } else {
 971                 spin_unlock(&bdev_lock);
 972                 bdput(whole);
 973                 return ERR_PTR(err);
 974         }
 975 }
 976
 977 #ifdef CONFIG_SYSFS
 978 struct bd_holder_disk {
 979         struct list_head        list;
 980         struct gendisk          *disk;
 981         int                     refcnt;
 982 };
 983
 984 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
 985                                                   struct gendisk *disk)
 986 {
 987         struct bd_holder_disk *holder;
 988
 989         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
 990                 if (holder->disk == disk)
 991                         return holder;
 992         return NULL;
 993 }
 994
 995 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 996 {
 997         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 998 }
 999
1000 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1001 {
1002         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1003 }
1004
1005 /**
1006  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1007  * @bdev: the claimed slave bdev
1008  * @disk: the holding disk
1009  *
1010  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1011  *
1012  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1013  *
1014  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1015  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1016  *
1017  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1018  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1019  *
1020  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1021  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1022  *
1023  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1024  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1025  * lifetime of these symlinks.
1026  *
1027  * CONTEXT:
1028  * Might sleep.
1029  *
1030  * RETURNS:
1031  * 0 on success, -errno on failure.
1032  */
1033 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1034 {
1035         struct bd_holder_disk *holder;
1036         int ret = 0;
1037
1038         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1039
1040         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1041
1042         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1043         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1044                 goto out_unlock;
1045
1046         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1047         if (holder) {
1048                 holder->refcnt++;
1049                 goto out_unlock;
1050         }
1051
1052         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1053         if (!holder) {
1054                 ret = -ENOMEM;
1055                 goto out_unlock;
1056         }
1057
1058         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1059         holder->disk = disk;
1060         holder->refcnt = 1;
1061
1062         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1063         if (ret)
1064                 goto out_free;
1065
1066         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1067         if (ret)
1068                 goto out_del;
1069         /*
1070          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1071          * the holder directory.  Hold on to it.
1072          */
1073         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1074
1075         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1076         goto out_unlock;
1077
1078 out_del:
1079         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1080 out_free:
1081         kfree(holder);
1082 out_unlock:
1083         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1084         return ret;
1085 }
1086 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1087
1088 /**
1089  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1090  * @bdev: the calimed slave bdev
1091  * @disk: the holding disk
1092  *
1093  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1094  *
1095  * CONTEXT:
1096  * Might sleep.
1097  */
1098 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1099 {
1100         struct bd_holder_disk *holder;
1101
1102         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1103
1104         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1105
1106         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1107                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1108                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1109                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1110                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1111                 list_del_init(&holder->list);
1112                 kfree(holder);
1113         }
1114
1115         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1116 }
1117 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1118 #endif
1119
1120 /**
1121  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1122  *
1123  * @bdev:      struct block device to be flushed
1124  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1125  *
1126  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1127  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1128  * resize.
1129  */
1130 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1131 {
1132         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1133                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1134                        "resized disk %s\n",
1135                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1136         }
1137
1138         if (!bdev->bd_disk)
1139                 return;
1140         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1141                 bdev->bd_invalidated = 1;
1142 }
1143
1144 /**
1145  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1146  * @disk: struct gendisk to check
1147  * @bdev: struct bdev to adjust.
1148  *
1149  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1150  * and adjusts it if it differs.
1151  */
1152 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1153 {
1154         loff_t disk_size, bdev_size;
1155
1156         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1157         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1158         if (disk_size != bdev_size) {
1159                 printk(KERN_INFO
1160                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1161                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1162                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1163                 flush_disk(bdev, false);
1164         }
1165 }
1166 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1167
1168 /**
1169  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1170  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1171  *
1172  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1173  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1174  * for all revalidate_disk operations.
1175  */
1176 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1177 {
1178         struct block_device *bdev;
1179         int ret = 0;
1180
1181         if (disk->fops->revalidate_disk)
1182                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1183         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1184         if (!bdev)
1185                 return ret;
1186
1187         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1188         check_disk_size_change(disk, bdev);
1189         bdev->bd_invalidated = 0;
1190         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1191         bdput(bdev);
1192         return ret;
1193 }
1194 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1195
1196 /*
1197  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1198  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1199  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1200  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1201  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1202  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1203  * to lose :-)
1204  */
1205 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1206 {
1207         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1208         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1209         unsigned int events;
1210
1211         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1212                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1213         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1214                 return 0;
1215
1216         flush_disk(bdev, true);
1217         if (bdops->revalidate_disk)
1218                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1219         return 1;
1220 }
1221
1222 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1223
1224 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1225 {
1226         inode_lock(bdev->bd_inode);
1227         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1228         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1229 }
1230 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1231
1232 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1233
1234 /*
1235  * bd_mutex locking:
1236  *
1237  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1238  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1239  */
1240
1241 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1242 {
1243         struct gendisk *disk;
1244         struct module *owner;
1245         int ret;
1246         int partno;
1247         int perm = 0;
1248
1249         if (mode & FMODE_READ)
1250                 perm |= MAY_READ;
1251         if (mode & FMODE_WRITE)
1252                 perm |= MAY_WRITE;
1253         /*
1254          * hooks: /n/, see "layering violations".
1255          */
1256         if (!for_part) {
1257                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1258                 if (ret != 0) {
1259                         bdput(bdev);
1260                         return ret;
1261                 }
1262         }
1263
1264  restart:
1265
1266         ret = -ENXIO;
1267         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1268         if (!disk)
1269                 goto out;
1270         owner = disk->fops->owner;
1271
1272         disk_block_events(disk);
1273         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1274         if (!bdev->bd_openers) {
1275                 bdev->bd_disk = disk;
1276                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1277                 bdev->bd_contains = bdev;
1278
1279                 if (!partno) {
1280                         ret = -ENXIO;
1281                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1282                         if (!bdev->bd_part)
1283                                 goto out_clear;
1284
1285                         ret = 0;
1286                         if (disk->fops->open) {
1287                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1288                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1289                                         /* Lost a race with 'disk' being
1290                                          * deleted, try again.
1291                                          * See md.c
1292                                          */
1293                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1294                                         bdev->bd_part = NULL;
1295                                         bdev->bd_disk = NULL;
1296                                         bdev->bd_queue = NULL;
1297                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1298                                         disk_unblock_events(disk);
1299                                         put_disk(disk);
1300                                         module_put(owner);
1301                                         goto restart;
1302                                 }
1303                         }
1304
1305                         if (!ret) {
1306                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1307                                 set_init_blocksize(bdev);
1308                         }
1309
1310                         /*
1311                          * If the device is invalidated, rescan partition
1312                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1313                          * The latter is necessary to prevent ghost
1314                          * partitions on a removed medium.
1315                          */
1316                         if (bdev->bd_invalidated) {
1317                                 if (!ret)
1318                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1319                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1320                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1321                         }
1322
1323                         if (ret)
1324                                 goto out_clear;
1325                 } else {
1326                         struct block_device *whole;
1327                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1328                         ret = -ENOMEM;
1329                         if (!whole)
1330                                 goto out_clear;
1331                         BUG_ON(for_part);
1332                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1333                         if (ret)
1334                                 goto out_clear;
1335                         bdev->bd_contains = whole;
1336                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1337                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1338                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1339                                 ret = -ENXIO;
1340                                 goto out_clear;
1341                         }
1342                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1343                         set_init_blocksize(bdev);
1344                 }
1345         } else {
1346                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1347                         ret = 0;
1348                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1349                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1350                         /* the same as first opener case, read comment there */
1351                         if (bdev->bd_invalidated) {
1352                                 if (!ret)
1353                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1354                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1355                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1356                         }
1357                         if (ret)
1358                                 goto out_unlock_bdev;
1359                 }
1360                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1361                 put_disk(disk);
1362                 module_put(owner);
1363         }
1364         bdev->bd_openers++;
1365         if (for_part)
1366                 bdev->bd_part_count++;
1367         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1368         disk_unblock_events(disk);
1369         return 0;
1370
1371  out_clear:
1372         disk_put_part(bdev->bd_part);
1373         bdev->bd_disk = NULL;
1374         bdev->bd_part = NULL;
1375         bdev->bd_queue = NULL;
1376         if (bdev != bdev->bd_contains)
1377                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1378         bdev->bd_contains = NULL;
1379  out_unlock_bdev:
1380         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1381         disk_unblock_events(disk);
1382         put_disk(disk);
1383         module_put(owner);
1384  out:
1385         bdput(bdev);
1386
1387         return ret;
1388 }
1389
1390 /**
1391  * blkdev_get - open a block device
1392  * @bdev: block_device to open
1393  * @mode: FMODE_* mask
1394  * @holder: exclusive holder identifier
1395  *
1396  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1397  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1398  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1399  *
1400  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1401  * @bdev is put.
1402  *
1403  * CONTEXT:
1404  * Might sleep.
1405  *
1406  * RETURNS:
1407  * 0 on success, -errno on failure.
1408  */
1409 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1410 {
1411         struct block_device *whole = NULL;
1412         int res;
1413
1414         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1415
1416         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1417                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1418                 if (IS_ERR(whole)) {
1419                         bdput(bdev);
1420                         return PTR_ERR(whole);
1421                 }
1422         }
1423
1424         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1425
1426         if (whole) {
1427                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1428
1429                 /* finish claiming */
1430                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1431                 spin_lock(&bdev_lock);
1432
1433                 if (!res) {
1434                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1435                         /*
1436                          * Note that for a whole device bd_holders
1437                          * will be incremented twice, and bd_holder
1438                          * will be set to bd_may_claim before being
1439                          * set to holder
1440                          */
1441                         whole->bd_holders++;
1442                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1443                         bdev->bd_holders++;
1444                         bdev->bd_holder = holder;
1445                 }
1446
1447                 /* tell others that we're done */
1448                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1449                 whole->bd_claiming = NULL;
1450                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1451
1452                 spin_unlock(&bdev_lock);
1453
1454                 /*
1455                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1456                  * write holder makes the write_holder state stick until
1457                  * all are released.  This is good enough and tracking
1458                  * individual writeable reference is too fragile given the
1459                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1460                  */
1461                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1462                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1463                         bdev->bd_write_holder = true;
1464                         disk_block_events(disk);
1465                 }
1466
1467                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1468                 bdput(whole);
1469         }
1470
1471         return res;
1472 }
1473 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1474
1475 /**
1476  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1477  * @path: path to the block device to open
1478  * @mode: FMODE_* mask
1479  * @holder: exclusive holder identifier
1480  *
1481  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1482  * and @holder are identical to blkdev_get().
1483  *
1484  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1485  *
1486  * CONTEXT:
1487  * Might sleep.
1488  *
1489  * RETURNS:
1490  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1491  */
1492 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1493                                         void *holder)
1494 {
1495         struct block_device *bdev;
1496         int err;
1497
1498         bdev = lookup_bdev(path);
1499         if (IS_ERR(bdev))
1500                 return bdev;
1501
1502         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1503         if (err)
1504                 return ERR_PTR(err);
1505
1506         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1507                 blkdev_put(bdev, mode);
1508                 return ERR_PTR(-EACCES);
1509         }
1510
1511         return bdev;
1512 }
1513 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1514
1515 /**
1516  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1517  * @dev: device number of block device to open
1518  * @mode: FMODE_* mask
1519  * @holder: exclusive holder identifier
1520  *
1521  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1522  * @holder are identical to blkdev_get().
1523  *
1524  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1525  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1526  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1527  * ever need it - reconsider your API.
1528  *
1529  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1530  *
1531  * CONTEXT:
1532  * Might sleep.
1533  *
1534  * RETURNS:
1535  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1536  */
1537 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1538 {
1539         struct block_device *bdev;
1540         int err;
1541
1542         bdev = bdget(dev);
1543         if (!bdev)
1544                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1545
1546         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1547         if (err)
1548                 return ERR_PTR(err);
1549
1550         return bdev;
1551 }
1552 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1553
1554 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1555 {
1556         struct block_device *bdev;
1557
1558         /*
1559          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1560          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1561          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1562          * during an unstable branch.
1563          */
1564         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1565
1566         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1567                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1568         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1569                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1570         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1571                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1572
1573         bdev = bd_acquire(inode);
1574         if (bdev == NULL)
1575                 return -ENOMEM;
1576
1577         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1578
1579         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1580 }
1581
1582 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1583 {
1584         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1585         struct block_device *victim = NULL;
1586
1587         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1588         if (for_part)
1589                 bdev->bd_part_count--;
1590
1591         if (!--bdev->bd_openers) {
1592                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1593                 sync_blockdev(bdev);
1594                 kill_bdev(bdev);
1595
1596                 bdev_write_inode(bdev);
1597                 /*
1598                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1599                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1600                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1601                  */
1602                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1603         }
1604         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1605                 if (disk->fops->release)
1606                         disk->fops->release(disk, mode);
1607         }
1608         if (!bdev->bd_openers) {
1609                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1610
1611                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1612                 bdev->bd_part = NULL;
1613                 bdev->bd_disk = NULL;
1614                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1615                         victim = bdev->bd_contains;
1616                 bdev->bd_contains = NULL;
1617
1618                 put_disk(disk);
1619                 module_put(owner);
1620         }
1621         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1622         bdput(bdev);
1623         if (victim)
1624                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1625 }
1626
1627 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1628 {
1629         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1630
1631         if (mode & FMODE_EXCL) {
1632                 bool bdev_free;
1633
1634                 /*
1635                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1636                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1637                  * synchronize disk_holder unlinking.
1638                  */
1639                 spin_lock(&bdev_lock);
1640
1641                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1642                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1643
1644                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1645                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1646                         bdev->bd_holder = NULL;
1647                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1648                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1649
1650                 spin_unlock(&bdev_lock);
1651
1652                 /*
1653                  * If this was the last claim, remove holder link and
1654                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1655                  */
1656                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1657                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1658                         bdev->bd_write_holder = false;
1659                 }
1660         }
1661
1662         /*
1663          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1664          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1665          * from userland - e.g. eject(1).
1666          */
1667         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1668
1669         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1670
1671         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1672 }
1673 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1674
1675 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1676 {
1677         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1678         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1679         return 0;
1680 }
1681
1682 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1683 {
1684         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1685         fmode_t mode = file->f_mode;
1686
1687         /*
1688          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1689          * to updated it before every ioctl.
1690          */
1691         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1692                 mode |= FMODE_NDELAY;
1693         else
1694                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1695
1696         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1697 }
1698
1699 /*
1700  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1701  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1702  *
1703  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1704  * use.
1705  */
1706 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1707 {
1708         struct file *file = iocb->ki_filp;
1709         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1710         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1711         struct blk_plug plug;
1712         ssize_t ret;
1713
1714         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1715                 return -EPERM;
1716
1717         if (!iov_iter_count(from))
1718                 return 0;
1719
1720         if (iocb->ki_pos >= size)
1721                 return -ENOSPC;
1722
1723         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1724
1725         blk_start_plug(&plug);
1726         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1727         if (ret > 0)
1728                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1729         blk_finish_plug(&plug);
1730         return ret;
1731 }
1732 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1733
1734 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1735 {
1736         struct file *file = iocb->ki_filp;
1737         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1738         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1739         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1740
1741         if (pos >= size)
1742                 return 0;
1743
1744         size -= pos;
1745         iov_iter_truncate(to, size);
1746         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1747 }
1748 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1749
1750 /*
1751  * Try to release a page associated with block device when the system
1752  * is under memory pressure.
1753  */
1754 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1755 {
1756         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1757
1758         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1759                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1760
1761         return try_to_free_buffers(page);
1762 }
1763
1764 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1765                              struct writeback_control *wbc)
1766 {
1767         if (dax_mapping(mapping)) {
1768                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1769
1770                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1771         }
1772         return generic_writepages(mapping, wbc);
1773 }
1774
1775 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1776         .readpage       = blkdev_readpage,
1777         .readpages      = blkdev_readpages,
1778         .writepage      = blkdev_writepage,
1779         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1780         .write_end      = blkdev_write_end,
1781         .writepages     = blkdev_writepages,
1782         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1783         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1784         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1785 };
1786
1787 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1788                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1789                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1790
1791 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1792                              loff_t len)
1793 {
1794         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1795         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
1796         struct address_space *mapping;
1797         loff_t end = start + len - 1;
1798         loff_t isize;
1799         int error;
1800
1801         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1802         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1803                 return -EOPNOTSUPP;
1804
1805         /* Don't go off the end of the device. */
1806         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1807         if (start >= isize)
1808                 return -EINVAL;
1809         if (end >= isize) {
1810                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1811                         len = isize - start;
1812                         end = start + len - 1;
1813                 } else
1814                         return -EINVAL;
1815         }
1816
1817         /*
1818          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1819          */
1820         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1821                 return -EINVAL;
1822
1823         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1824         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1825         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
1826
1827         switch (mode) {
1828         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1829         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1830                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1831                                             GFP_KERNEL, false);
1832                 break;
1833         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1834                 /* Only punch if the device can do zeroing discard. */
1835                 if (!blk_queue_discard(q) || !q->limits.discard_zeroes_data)
1836                         return -EOPNOTSUPP;
1837                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1838                                              GFP_KERNEL, 0);
1839                 break;
1840         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1841                 if (!blk_queue_discard(q))
1842                         return -EOPNOTSUPP;
1843                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1844                                              GFP_KERNEL, 0);
1845                 break;
1846         default:
1847                 return -EOPNOTSUPP;
1848         }
1849         if (error)
1850                 return error;
1851
1852         /*
1853          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
1854          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
1855          * inclusive, so the rounding here is safe.
1856          */
1857         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
1858                                              start >> PAGE_SHIFT,
1859                                              end >> PAGE_SHIFT);
1860 }
1861
1862 const struct file_operations def_blk_fops = {
1863         .open           = blkdev_open,
1864         .release        = blkdev_close,
1865         .llseek         = block_llseek,
1866         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1867         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1868         .mmap           = generic_file_mmap,
1869         .fsync          = blkdev_fsync,
1870         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1871 #ifdef CONFIG_COMPAT
1872         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1873 #endif
1874         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1875         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1876         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1877 };
1878
1879 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1880 {
1881         int res;
1882         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1883         set_fs(KERNEL_DS);
1884         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1885         set_fs(old_fs);
1886         return res;
1887 }
1888
1889 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1890
1891 /**
1892  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1893  * @pathname:   special file representing the block device
1894  *
1895  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1896  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1897  * otherwise.
1898  */
1899 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1900 {
1901         struct block_device *bdev;
1902         struct inode *inode;
1903         struct path path;
1904         int error;
1905
1906         if (!pathname || !*pathname)
1907                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1908
1909         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1910         if (error)
1911                 return ERR_PTR(error);
1912
1913         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1914         error = -ENOTBLK;
1915         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1916                 goto fail;
1917         error = -EACCES;
1918         if (!may_open_dev(&path))
1919                 goto fail;
1920         error = -ENOMEM;
1921         bdev = bd_acquire(inode);
1922         if (!bdev)
1923                 goto fail;
1924 out:
1925         path_put(&path);
1926         return bdev;
1927 fail:
1928         bdev = ERR_PTR(error);
1929         goto out;
1930 }
1931 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1932
1933 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1934 {
1935         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1936         int res = 0;
1937
1938         if (sb) {
1939                 /*
1940                  * no need to lock the super, get_super holds the
1941                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1942                  * under us (->put_super runs with the write lock
1943                  * hold).
1944                  */
1945                 shrink_dcache_sb(sb);
1946                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1947                 drop_super(sb);
1948         }
1949         invalidate_bdev(bdev);
1950         return res;
1951 }
1952 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1953
1954 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1955 {
1956         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1957
1958         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1959         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1960                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1961                 struct block_device *bdev;
1962
1963                 spin_lock(&inode->i_lock);
1964                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1965                     mapping->nrpages == 0) {
1966                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1967                         continue;
1968                 }
1969                 __iget(inode);
1970                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1971                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1972                 /*
1973                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1974                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1975                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1976                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1977                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1978                  * later.
1979                  */
1980                 iput(old_inode);
1981                 old_inode = inode;
1982                 bdev = I_BDEV(inode);
1983
1984                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1985                 if (bdev->bd_openers)
1986                         func(bdev, arg);
1987                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1988
1989                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1990         }
1991         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1992         iput(old_inode);
1993 }