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