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