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/config.h>
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/fcntl.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kmod.h>
  14 #include <linux/major.h>
  15 #include <linux/devfs_fs_kernel.h>
  16 #include <linux/smp_lock.h>
  17 #include <linux/highmem.h>
  18 #include <linux/blkdev.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/blkpg.h>
  21 #include <linux/buffer_head.h>
  22 #include <linux/mpage.h>
  23 #include <linux/mount.h>
  24 #include <linux/uio.h>
  25 #include <linux/namei.h>
  26 #include <asm/uaccess.h>
  27
  28 struct bdev_inode {
  29         struct block_device bdev;
  30         struct inode vfs_inode;
  31 };
  32
  33 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  34 {
  35         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  36 }
  37
  38 inline struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  39 {
  40         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  41 }
  42
  43 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  44
  45 static sector_t max_block(struct block_device *bdev)
  46 {
  47         sector_t retval = ~((sector_t)0);
  48         loff_t sz = i_size_read(bdev->bd_inode);
  49
  50         if (sz) {
  51                 unsigned int size = block_size(bdev);
  52                 unsigned int sizebits = blksize_bits(size);
  53                 retval = (sz >> sizebits);
  54         }
  55         return retval;
  56 }
  57
  58 /* Kill _all_ buffers, dirty or not.. */
  59 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  60 {
  61         invalidate_bdev(bdev, 1);
  62         truncate_inode_pages(bdev->bd_inode->i_mapping, 0);
  63 }
  64
  65 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
  66 {
  67         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
  68         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || (size & (size-1)))
  69                 return -EINVAL;
  70
  71         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
  72         if (size < bdev_hardsect_size(bdev))
  73                 return -EINVAL;
  74
  75         /* Don't change the size if it is same as current */
  76         if (bdev->bd_block_size != size) {
  77                 sync_blockdev(bdev);
  78                 bdev->bd_block_size = size;
  79                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
  80                 kill_bdev(bdev);
  81         }
  82         return 0;
  83 }
  84
  85 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
  86
  87 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
  88 {
  89         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
  90                 return 0;
  91         /* If we get here, we know size is power of two
  92          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
  93         sb->s_blocksize = size;
  94         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
  95         return sb->s_blocksize;
  96 }
  97
  98 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
  99
 100 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 101 {
 102         int minsize = bdev_hardsect_size(sb->s_bdev);
 103         if (size < minsize)
 104                 size = minsize;
 105         return sb_set_blocksize(sb, size);
 106 }
 107
 108 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 109
 110 static int
 111 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 112                 struct buffer_head *bh, int create)
 113 {
 114         if (iblock >= max_block(I_BDEV(inode))) {
 115                 if (create)
 116                         return -EIO;
 117
 118                 /*
 119                  * for reads, we're just trying to fill a partial page.
 120                  * return a hole, they will have to call get_block again
 121                  * before they can fill it, and they will get -EIO at that
 122                  * time
 123                  */
 124                 return 0;
 125         }
 126         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 127         bh->b_blocknr = iblock;
 128         set_buffer_mapped(bh);
 129         return 0;
 130 }
 131
 132 static int
 133 blkdev_get_blocks(struct inode *inode, sector_t iblock,
 134                 struct buffer_head *bh, int create)
 135 {
 136         sector_t end_block = max_block(I_BDEV(inode));
 137         unsigned long max_blocks = bh->b_size >> inode->i_blkbits;
 138
 139         if ((iblock + max_blocks) > end_block) {
 140                 max_blocks = end_block - iblock;
 141                 if ((long)max_blocks <= 0) {
 142                         if (create)
 143                                 return -EIO;    /* write fully beyond EOF */
 144                         /*
 145                          * It is a read which is fully beyond EOF.  We return
 146                          * a !buffer_mapped buffer
 147                          */
 148                         max_blocks = 0;
 149                 }
 150         }
 151
 152         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 153         bh->b_blocknr = iblock;
 154         bh->b_size = max_blocks << inode->i_blkbits;
 155         if (max_blocks)
 156                 set_buffer_mapped(bh);
 157         return 0;
 158 }
 159
 160 static ssize_t
 161 blkdev_direct_IO(int rw, struct kiocb *iocb, const struct iovec *iov,
 162                         loff_t offset, unsigned long nr_segs)
 163 {
 164         struct file *file = iocb->ki_filp;
 165         struct inode *inode = file->f_mapping->host;
 166
 167         return blockdev_direct_IO_no_locking(rw, iocb, inode, I_BDEV(inode),
 168                                 iov, offset, nr_segs, blkdev_get_blocks, NULL);
 169 }
 170
 171 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 172 {
 173         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 174 }
 175
 176 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 177 {
 178         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 179 }
 180
 181 static int blkdev_prepare_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
 182 {
 183         return block_prepare_write(page, from, to, blkdev_get_block);
 184 }
 185
 186 static int blkdev_commit_write(struct file *file, struct page *page, unsigned from, unsigned to)
 187 {
 188         return block_commit_write(page, from, to);
 189 }
 190
 191 /*
 192  * private llseek:
 193  * for a block special file file->f_dentry->d_inode->i_size is zero
 194  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 195  */
 196 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int origin)
 197 {
 198         struct inode *bd_inode = file->f_mapping->host;
 199         loff_t size;
 200         loff_t retval;
 201
 202         mutex_lock(&bd_inode->i_mutex);
 203         size = i_size_read(bd_inode);
 204
 205         switch (origin) {
 206                 case 2:
 207                         offset += size;
 208                         break;
 209                 case 1:
 210                         offset += file->f_pos;
 211         }
 212         retval = -EINVAL;
 213         if (offset >= 0 && offset <= size) {
 214                 if (offset != file->f_pos) {
 215                         file->f_pos = offset;
 216                 }
 217                 retval = offset;
 218         }
 219         mutex_unlock(&bd_inode->i_mutex);
 220         return retval;
 221 }
 222
 223 /*
 224  *      Filp is never NULL; the only case when ->fsync() is called with
 225  *      NULL first argument is nfsd_sync_dir() and that's not a directory.
 226  */
 227
 228 static int block_fsync(struct file *filp, struct dentry *dentry, int datasync)
 229 {
 230         return sync_blockdev(I_BDEV(filp->f_mapping->host));
 231 }
 232
 233 /*
 234  * pseudo-fs
 235  */
 236
 237 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 238 static kmem_cache_t * bdev_cachep __read_mostly;
 239
 240 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 241 {
 242         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, SLAB_KERNEL);
 243         if (!ei)
 244                 return NULL;
 245         return &ei->vfs_inode;
 246 }
 247
 248 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
 249 {
 250         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
 251
 252         bdi->bdev.bd_inode_backing_dev_info = NULL;
 253         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
 254 }
 255
 256 static void init_once(void * foo, kmem_cache_t * cachep, unsigned long flags)
 257 {
 258         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 259         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 260
 261         if ((flags & (SLAB_CTOR_VERIFY|SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)) ==
 262             SLAB_CTOR_CONSTRUCTOR)
 263         {
 264                 memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 265                 mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 266                 mutex_init(&bdev->bd_mount_mutex);
 267                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_inodes);
 268                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 269 #ifdef CONFIG_SYSFS
 270                 INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_list);
 271 #endif
 272                 inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 273         }
 274 }
 275
 276 static inline void __bd_forget(struct inode *inode)
 277 {
 278         list_del_init(&inode->i_devices);
 279         inode->i_bdev = NULL;
 280         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 281 }
 282
 283 static void bdev_clear_inode(struct inode *inode)
 284 {
 285         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 286         struct list_head *p;
 287         spin_lock(&bdev_lock);
 288         while ( (p = bdev->bd_inodes.next) != &bdev->bd_inodes ) {
 289                 __bd_forget(list_entry(p, struct inode, i_devices));
 290         }
 291         list_del_init(&bdev->bd_list);
 292         spin_unlock(&bdev_lock);
 293 }
 294
 295 static struct super_operations bdev_sops = {
 296         .statfs = simple_statfs,
 297         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 298         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
 299         .drop_inode = generic_delete_inode,
 300         .clear_inode = bdev_clear_inode,
 301 };
 302
 303 static int bd_get_sb(struct file_system_type *fs_type,
 304         int flags, const char *dev_name, void *data, struct vfsmount *mnt)
 305 {
 306         return get_sb_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, 0x62646576, mnt);
 307 }
 308
 309 static struct file_system_type bd_type = {
 310         .name           = "bdev",
 311         .get_sb         = bd_get_sb,
 312         .kill_sb        = kill_anon_super,
 313 };
 314
 315 static struct vfsmount *bd_mnt __read_mostly;
 316 struct super_block *blockdev_superblock;
 317
 318 void __init bdev_cache_init(void)
 319 {
 320         int err;
 321         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 322                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 323                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_PANIC),
 324                         init_once, NULL);
 325         err = register_filesystem(&bd_type);
 326         if (err)
 327                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 328         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 329         err = PTR_ERR(bd_mnt);
 330         if (IS_ERR(bd_mnt))
 331                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 332         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 333 }
 334
 335 /*
 336  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 337  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 338  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 339  */
 340 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 341 {
 342         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 343 }
 344
 345 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 346 {
 347         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 348 }
 349
 350 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 351 {
 352         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 353         return 0;
 354 }
 355
 356 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 357
 358 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 359 {
 360         struct block_device *bdev;
 361         struct inode *inode;
 362
 363         inode = iget5_locked(bd_mnt->mnt_sb, hash(dev),
 364                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 365
 366         if (!inode)
 367                 return NULL;
 368
 369         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 370
 371         if (inode->i_state & I_NEW) {
 372                 bdev->bd_contains = NULL;
 373                 bdev->bd_inode = inode;
 374                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
 375                 bdev->bd_part_count = 0;
 376                 bdev->bd_invalidated = 0;
 377                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 378                 inode->i_rdev = dev;
 379                 inode->i_bdev = bdev;
 380                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 381                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 382                 inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 383                 spin_lock(&bdev_lock);
 384                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 385                 spin_unlock(&bdev_lock);
 386                 unlock_new_inode(inode);
 387         }
 388         return bdev;
 389 }
 390
 391 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 392
 393 long nr_blockdev_pages(void)
 394 {
 395         struct list_head *p;
 396         long ret = 0;
 397         spin_lock(&bdev_lock);
 398         list_for_each(p, &all_bdevs) {
 399                 struct block_device *bdev;
 400                 bdev = list_entry(p, struct block_device, bd_list);
 401                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 402         }
 403         spin_unlock(&bdev_lock);
 404         return ret;
 405 }
 406
 407 void bdput(struct block_device *bdev)
 408 {
 409         iput(bdev->bd_inode);
 410 }
 411
 412 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 413
 414 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 415 {
 416         struct block_device *bdev;
 417
 418         spin_lock(&bdev_lock);
 419         bdev = inode->i_bdev;
 420         if (bdev) {
 421                 atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 422                 spin_unlock(&bdev_lock);
 423                 return bdev;
 424         }
 425         spin_unlock(&bdev_lock);
 426
 427         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 428         if (bdev) {
 429                 spin_lock(&bdev_lock);
 430                 if (!inode->i_bdev) {
 431                         /*
 432                          * We take an additional bd_inode->i_count for inode,
 433                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 434                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 435                          * without igrab().
 436                          */
 437                         atomic_inc(&bdev->bd_inode->i_count);
 438                         inode->i_bdev = bdev;
 439                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 440                         list_add(&inode->i_devices, &bdev->bd_inodes);
 441                 }
 442                 spin_unlock(&bdev_lock);
 443         }
 444         return bdev;
 445 }
 446
 447 /* Call when you free inode */
 448
 449 void bd_forget(struct inode *inode)
 450 {
 451         struct block_device *bdev = NULL;
 452
 453         spin_lock(&bdev_lock);
 454         if (inode->i_bdev) {
 455                 if (inode->i_sb != blockdev_superblock)
 456                         bdev = inode->i_bdev;
 457                 __bd_forget(inode);
 458         }
 459         spin_unlock(&bdev_lock);
 460
 461         if (bdev)
 462                 iput(bdev->bd_inode);
 463 }
 464
 465 int bd_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 466 {
 467         int res;
 468         spin_lock(&bdev_lock);
 469
 470         /* first decide result */
 471         if (bdev->bd_holder == holder)
 472                 res = 0;         /* already a holder */
 473         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 474                 res = -EBUSY;    /* held by someone else */
 475         else if (bdev->bd_contains == bdev)
 476                 res = 0;         /* is a whole device which isn't held */
 477
 478         else if (bdev->bd_contains->bd_holder == bd_claim)
 479                 res = 0;         /* is a partition of a device that is being partitioned */
 480         else if (bdev->bd_contains->bd_holder != NULL)
 481                 res = -EBUSY;    /* is a partition of a held device */
 482         else
 483                 res = 0;         /* is a partition of an un-held device */
 484
 485         /* now impose change */
 486         if (res==0) {
 487                 /* note that for a whole device bd_holders
 488                  * will be incremented twice, and bd_holder will
 489                  * be set to bd_claim before being set to holder
 490                  */
 491                 bdev->bd_contains->bd_holders ++;
 492                 bdev->bd_contains->bd_holder = bd_claim;
 493                 bdev->bd_holders++;
 494                 bdev->bd_holder = holder;
 495         }
 496         spin_unlock(&bdev_lock);
 497         return res;
 498 }
 499
 500 EXPORT_SYMBOL(bd_claim);
 501
 502 void bd_release(struct block_device *bdev)
 503 {
 504         spin_lock(&bdev_lock);
 505         if (!--bdev->bd_contains->bd_holders)
 506                 bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
 507         if (!--bdev->bd_holders)
 508                 bdev->bd_holder = NULL;
 509         spin_unlock(&bdev_lock);
 510 }
 511
 512 EXPORT_SYMBOL(bd_release);
 513
 514 #ifdef CONFIG_SYSFS
 515 /*
 516  * Functions for bd_claim_by_kobject / bd_release_from_kobject
 517  *
 518  *     If a kobject is passed to bd_claim_by_kobject()
 519  *     and the kobject has a parent directory,
 520  *     following symlinks are created:
 521  *        o from the kobject to the claimed bdev
 522  *        o from "holders" directory of the bdev to the parent of the kobject
 523  *     bd_release_from_kobject() removes these symlinks.
 524  *
 525  *     Example:
 526  *        If /dev/dm-0 maps to /dev/sda, kobject corresponding to
 527  *        /sys/block/dm-0/slaves is passed to bd_claim_by_kobject(), then:
 528  *           /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
 529  *           /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
 530  */
 531
 532 static struct kobject *bdev_get_kobj(struct block_device *bdev)
 533 {
 534         if (bdev->bd_contains != bdev)
 535                 return kobject_get(&bdev->bd_part->kobj);
 536         else
 537                 return kobject_get(&bdev->bd_disk->kobj);
 538 }
 539
 540 static struct kobject *bdev_get_holder(struct block_device *bdev)
 541 {
 542         if (bdev->bd_contains != bdev)
 543                 return kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
 544         else
 545                 return kobject_get(bdev->bd_disk->holder_dir);
 546 }
 547
 548 static void add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 549 {
 550         if (!from || !to)
 551                 return;
 552         sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
 553 }
 554
 555 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
 556 {
 557         if (!from || !to)
 558                 return;
 559         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
 560 }
 561
 562 /*
 563  * 'struct bd_holder' contains pointers to kobjects symlinked by
 564  * bd_claim_by_kobject.
 565  * It's connected to bd_holder_list which is protected by bdev->bd_sem.
 566  */
 567 struct bd_holder {
 568         struct list_head list;  /* chain of holders of the bdev */
 569         int count;              /* references from the holder */
 570         struct kobject *sdir;   /* holder object, e.g. "/block/dm-0/slaves" */
 571         struct kobject *hdev;   /* e.g. "/block/dm-0" */
 572         struct kobject *hdir;   /* e.g. "/block/sda/holders" */
 573         struct kobject *sdev;   /* e.g. "/block/sda" */
 574 };
 575
 576 /*
 577  * Get references of related kobjects at once.
 578  * Returns 1 on success. 0 on failure.
 579  *
 580  * Should call bd_holder_release_dirs() after successful use.
 581  */
 582 static int bd_holder_grab_dirs(struct block_device *bdev,
 583                         struct bd_holder *bo)
 584 {
 585         if (!bdev || !bo)
 586                 return 0;
 587
 588         bo->sdir = kobject_get(bo->sdir);
 589         if (!bo->sdir)
 590                 return 0;
 591
 592         bo->hdev = kobject_get(bo->sdir->parent);
 593         if (!bo->hdev)
 594                 goto fail_put_sdir;
 595
 596         bo->sdev = bdev_get_kobj(bdev);
 597         if (!bo->sdev)
 598                 goto fail_put_hdev;
 599
 600         bo->hdir = bdev_get_holder(bdev);
 601         if (!bo->hdir)
 602                 goto fail_put_sdev;
 603
 604         return 1;
 605
 606 fail_put_sdev:
 607         kobject_put(bo->sdev);
 608 fail_put_hdev:
 609         kobject_put(bo->hdev);
 610 fail_put_sdir:
 611         kobject_put(bo->sdir);
 612
 613         return 0;
 614 }
 615
 616 /* Put references of related kobjects at once. */
 617 static void bd_holder_release_dirs(struct bd_holder *bo)
 618 {
 619         kobject_put(bo->hdir);
 620         kobject_put(bo->sdev);
 621         kobject_put(bo->hdev);
 622         kobject_put(bo->sdir);
 623 }
 624
 625 static struct bd_holder *alloc_bd_holder(struct kobject *kobj)
 626 {
 627         struct bd_holder *bo;
 628
 629         bo = kzalloc(sizeof(*bo), GFP_KERNEL);
 630         if (!bo)
 631                 return NULL;
 632
 633         bo->count = 1;
 634         bo->sdir = kobj;
 635
 636         return bo;
 637 }
 638
 639 static void free_bd_holder(struct bd_holder *bo)
 640 {
 641         kfree(bo);
 642 }
 643
 644 /**
 645  * add_bd_holder - create sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 646  *
 647  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 648  * @bo:         preallocated and initialized by alloc_bd_holder()
 649  *
 650  * If there is no matching entry with @bo in @bdev->bd_holder_list,
 651  * add @bo to the list, create symlinks.
 652  *
 653  * Returns 1 if @bo was added to the list.
 654  * Returns 0 if @bo wasn't used by any reason and should be freed.
 655  */
 656 static int add_bd_holder(struct block_device *bdev, struct bd_holder *bo)
 657 {
 658         struct bd_holder *tmp;
 659
 660         if (!bo)
 661                 return 0;
 662
 663         list_for_each_entry(tmp, &bdev->bd_holder_list, list) {
 664                 if (tmp->sdir == bo->sdir) {
 665                         tmp->count++;
 666                         return 0;
 667                 }
 668         }
 669
 670         if (!bd_holder_grab_dirs(bdev, bo))
 671                 return 0;
 672
 673         add_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 674         add_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 675         list_add_tail(&bo->list, &bdev->bd_holder_list);
 676         return 1;
 677 }
 678
 679 /**
 680  * del_bd_holder - delete sysfs symlinks for bd_claim() relationship
 681  *
 682  * @bdev:       block device to be bd_claimed
 683  * @kobj:       holder's kobject
 684  *
 685  * If there is matching entry with @kobj in @bdev->bd_holder_list
 686  * and no other bd_claim() from the same kobject,
 687  * remove the struct bd_holder from the list, delete symlinks for it.
 688  *
 689  * Returns a pointer to the struct bd_holder when it's removed from the list
 690  * and ready to be freed.
 691  * Returns NULL if matching claim isn't found or there is other bd_claim()
 692  * by the same kobject.
 693  */
 694 static struct bd_holder *del_bd_holder(struct block_device *bdev,
 695                                         struct kobject *kobj)
 696 {
 697         struct bd_holder *bo;
 698
 699         list_for_each_entry(bo, &bdev->bd_holder_list, list) {
 700                 if (bo->sdir == kobj) {
 701                         bo->count--;
 702                         BUG_ON(bo->count < 0);
 703                         if (!bo->count) {
 704                                 list_del(&bo->list);
 705                                 del_symlink(bo->sdir, bo->sdev);
 706                                 del_symlink(bo->hdir, bo->hdev);
 707                                 bd_holder_release_dirs(bo);
 708                                 return bo;
 709                         }
 710                         break;
 711                 }
 712         }
 713
 714         return NULL;
 715 }
 716
 717 /**
 718  * bd_claim_by_kobject - bd_claim() with additional kobject signature
 719  *
 720  * @bdev:       block device to be claimed
 721  * @holder:     holder's signature
 722  * @kobj:       holder's kobject
 723  *
 724  * Do bd_claim() and if it succeeds, create sysfs symlinks between
 725  * the bdev and the holder's kobject.
 726  * Use bd_release_from_kobject() when relesing the claimed bdev.
 727  *
 728  * Returns 0 on success. (same as bd_claim())
 729  * Returns errno on failure.
 730  */
 731 static int bd_claim_by_kobject(struct block_device *bdev, void *holder,
 732                                 struct kobject *kobj)
 733 {
 734         int res;
 735         struct bd_holder *bo;
 736
 737         if (!kobj)
 738                 return -EINVAL;
 739
 740         bo = alloc_bd_holder(kobj);
 741         if (!bo)
 742                 return -ENOMEM;
 743
 744         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 745         res = bd_claim(bdev, holder);
 746         if (res || !add_bd_holder(bdev, bo))
 747                 free_bd_holder(bo);
 748         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 749
 750         return res;
 751 }
 752
 753 /**
 754  * bd_release_from_kobject - bd_release() with additional kobject signature
 755  *
 756  * @bdev:       block device to be released
 757  * @kobj:       holder's kobject
 758  *
 759  * Do bd_release() and remove sysfs symlinks created by bd_claim_by_kobject().
 760  */
 761 static void bd_release_from_kobject(struct block_device *bdev,
 762                                         struct kobject *kobj)
 763 {
 764         struct bd_holder *bo;
 765
 766         if (!kobj)
 767                 return;
 768
 769         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 770         bd_release(bdev);
 771         if ((bo = del_bd_holder(bdev, kobj)))
 772                 free_bd_holder(bo);
 773         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 774 }
 775
 776 /**
 777  * bd_claim_by_disk - wrapper function for bd_claim_by_kobject()
 778  *
 779  * @bdev:       block device to be claimed
 780  * @holder:     holder's signature
 781  * @disk:       holder's gendisk
 782  *
 783  * Call bd_claim_by_kobject() with getting @disk->slave_dir.
 784  */
 785 int bd_claim_by_disk(struct block_device *bdev, void *holder,
 786                         struct gendisk *disk)
 787 {
 788         return bd_claim_by_kobject(bdev, holder, kobject_get(disk->slave_dir));
 789 }
 790 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_claim_by_disk);
 791
 792 /**
 793  * bd_release_from_disk - wrapper function for bd_release_from_kobject()
 794  *
 795  * @bdev:       block device to be claimed
 796  * @disk:       holder's gendisk
 797  *
 798  * Call bd_release_from_kobject() and put @disk->slave_dir.
 799  */
 800 void bd_release_from_disk(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
 801 {
 802         bd_release_from_kobject(bdev, disk->slave_dir);
 803         kobject_put(disk->slave_dir);
 804 }
 805 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_release_from_disk);
 806 #endif
 807
 808 /*
 809  * Tries to open block device by device number.  Use it ONLY if you
 810  * really do not have anything better - i.e. when you are behind a
 811  * truly sucky interface and all you are given is a device number.  _Never_
 812  * to be used for internal purposes.  If you ever need it - reconsider
 813  * your API.
 814  */
 815 struct block_device *open_by_devnum(dev_t dev, unsigned mode)
 816 {
 817         struct block_device *bdev = bdget(dev);
 818         int err = -ENOMEM;
 819         int flags = mode & FMODE_WRITE ? O_RDWR : O_RDONLY;
 820         if (bdev)
 821                 err = blkdev_get(bdev, mode, flags);
 822         return err ? ERR_PTR(err) : bdev;
 823 }
 824
 825 EXPORT_SYMBOL(open_by_devnum);
 826
 827 /*
 828  * This routine checks whether a removable media has been changed,
 829  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
 830  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
 831  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
 832  * is the best way of combining speed and utility, I think.
 833  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
 834  * to lose :-)
 835  */
 836 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
 837 {
 838         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 839         struct block_device_operations * bdops = disk->fops;
 840
 841         if (!bdops->media_changed)
 842                 return 0;
 843         if (!bdops->media_changed(bdev->bd_disk))
 844                 return 0;
 845
 846         if (__invalidate_device(bdev))
 847                 printk("VFS: busy inodes on changed media.\n");
 848
 849         if (bdops->revalidate_disk)
 850                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
 851         if (bdev->bd_disk->minors > 1)
 852                 bdev->bd_invalidated = 1;
 853         return 1;
 854 }
 855
 856 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
 857
 858 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
 859 {
 860         unsigned bsize = bdev_hardsect_size(bdev);
 861
 862         bdev->bd_inode->i_size = size;
 863         while (bsize < PAGE_CACHE_SIZE) {
 864                 if (size & bsize)
 865                         break;
 866                 bsize <<= 1;
 867         }
 868         bdev->bd_block_size = bsize;
 869         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 870 }
 871 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
 872
 873 static int do_open(struct block_device *bdev, struct file *file)
 874 {
 875         struct module *owner = NULL;
 876         struct gendisk *disk;
 877         int ret = -ENXIO;
 878         int part;
 879
 880         file->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 881         lock_kernel();
 882         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &part);
 883         if (!disk) {
 884                 unlock_kernel();
 885                 bdput(bdev);
 886                 return ret;
 887         }
 888         owner = disk->fops->owner;
 889
 890         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
 891         if (!bdev->bd_openers) {
 892                 bdev->bd_disk = disk;
 893                 bdev->bd_contains = bdev;
 894                 if (!part) {
 895                         struct backing_dev_info *bdi;
 896                         if (disk->fops->open) {
 897                                 ret = disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
 898                                 if (ret)
 899                                         goto out_first;
 900                         }
 901                         if (!bdev->bd_openers) {
 902                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
 903                                 bdi = blk_get_backing_dev_info(bdev);
 904                                 if (bdi == NULL)
 905                                         bdi = &default_backing_dev_info;
 906                                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = bdi;
 907                         }
 908                         if (bdev->bd_invalidated)
 909                                 rescan_partitions(disk, bdev);
 910                 } else {
 911                         struct hd_struct *p;
 912                         struct block_device *whole;
 913                         whole = bdget_disk(disk, 0);
 914                         ret = -ENOMEM;
 915                         if (!whole)
 916                                 goto out_first;
 917                         ret = blkdev_get(whole, file->f_mode, file->f_flags);
 918                         if (ret)
 919                                 goto out_first;
 920                         bdev->bd_contains = whole;
 921                         mutex_lock(&whole->bd_mutex);
 922                         whole->bd_part_count++;
 923                         p = disk->part[part - 1];
 924                         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info =
 925                            whole->bd_inode->i_data.backing_dev_info;
 926                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) || !p || !p->nr_sects) {
 927                                 whole->bd_part_count--;
 928                                 mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
 929                                 ret = -ENXIO;
 930                                 goto out_first;
 931                         }
 932                         kobject_get(&p->kobj);
 933                         bdev->bd_part = p;
 934                         bd_set_size(bdev, (loff_t) p->nr_sects << 9);
 935                         mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
 936                 }
 937         } else {
 938                 put_disk(disk);
 939                 module_put(owner);
 940                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
 941                         if (bdev->bd_disk->fops->open) {
 942                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev->bd_inode, file);
 943                                 if (ret)
 944                                         goto out;
 945                         }
 946                         if (bdev->bd_invalidated)
 947                                 rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
 948                 } else {
 949                         mutex_lock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
 950                         bdev->bd_contains->bd_part_count++;
 951                         mutex_unlock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
 952                 }
 953         }
 954         bdev->bd_openers++;
 955         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 956         unlock_kernel();
 957         return 0;
 958
 959 out_first:
 960         bdev->bd_disk = NULL;
 961         bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
 962         if (bdev != bdev->bd_contains)
 963                 blkdev_put(bdev->bd_contains);
 964         bdev->bd_contains = NULL;
 965         put_disk(disk);
 966         module_put(owner);
 967 out:
 968         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
 969         unlock_kernel();
 970         if (ret)
 971                 bdput(bdev);
 972         return ret;
 973 }
 974
 975 int blkdev_get(struct block_device *bdev, mode_t mode, unsigned flags)
 976 {
 977         /*
 978          * This crockload is due to bad choice of ->open() type.
 979          * It will go away.
 980          * For now, block device ->open() routine must _not_
 981          * examine anything in 'inode' argument except ->i_rdev.
 982          */
 983         struct file fake_file = {};
 984         struct dentry fake_dentry = {};
 985         fake_file.f_mode = mode;
 986         fake_file.f_flags = flags;
 987         fake_file.f_dentry = &fake_dentry;
 988         fake_dentry.d_inode = bdev->bd_inode;
 989
 990         return do_open(bdev, &fake_file);
 991 }
 992
 993 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
 994
 995 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
 996 {
 997         struct block_device *bdev;
 998         int res;
 999
1000         /*
1001          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1002          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1003          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1004          * during an unstable branch.
1005          */
1006         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1007
1008         bdev = bd_acquire(inode);
1009
1010         res = do_open(bdev, filp);
1011         if (res)
1012                 return res;
1013
1014         if (!(filp->f_flags & O_EXCL) )
1015                 return 0;
1016
1017         if (!(res = bd_claim(bdev, filp)))
1018                 return 0;
1019
1020         blkdev_put(bdev);
1021         return res;
1022 }
1023
1024 int blkdev_put(struct block_device *bdev)
1025 {
1026         int ret = 0;
1027         struct inode *bd_inode = bdev->bd_inode;
1028         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1029
1030         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1031         lock_kernel();
1032         if (!--bdev->bd_openers) {
1033                 sync_blockdev(bdev);
1034                 kill_bdev(bdev);
1035         }
1036         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1037                 if (disk->fops->release)
1038                         ret = disk->fops->release(bd_inode, NULL);
1039         } else {
1040                 mutex_lock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
1041                 bdev->bd_contains->bd_part_count--;
1042                 mutex_unlock(&bdev->bd_contains->bd_mutex);
1043         }
1044         if (!bdev->bd_openers) {
1045                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1046
1047                 put_disk(disk);
1048                 module_put(owner);
1049
1050                 if (bdev->bd_contains != bdev) {
1051                         kobject_put(&bdev->bd_part->kobj);
1052                         bdev->bd_part = NULL;
1053                 }
1054                 bdev->bd_disk = NULL;
1055                 bdev->bd_inode->i_data.backing_dev_info = &default_backing_dev_info;
1056                 if (bdev != bdev->bd_contains) {
1057                         blkdev_put(bdev->bd_contains);
1058                 }
1059                 bdev->bd_contains = NULL;
1060         }
1061         unlock_kernel();
1062         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1063         bdput(bdev);
1064         return ret;
1065 }
1066
1067 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1068
1069 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1070 {
1071         struct block_device *bdev = I_BDEV(filp->f_mapping->host);
1072         if (bdev->bd_holder == filp)
1073                 bd_release(bdev);
1074         return blkdev_put(bdev);
1075 }
1076
1077 static ssize_t blkdev_file_write(struct file *file, const char __user *buf,
1078                                    size_t count, loff_t *ppos)
1079 {
1080         struct iovec local_iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = count };
1081
1082         return generic_file_write_nolock(file, &local_iov, 1, ppos);
1083 }
1084
1085 static ssize_t blkdev_file_aio_write(struct kiocb *iocb, const char __user *buf,
1086                                    size_t count, loff_t pos)
1087 {
1088         struct iovec local_iov = { .iov_base = (void __user *)buf, .iov_len = count };
1089
1090         return generic_file_aio_write_nolock(iocb, &local_iov, 1, &iocb->ki_pos);
1091 }
1092
1093 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1094 {
1095         return blkdev_ioctl(file->f_mapping->host, file, cmd, arg);
1096 }
1097
1098 struct address_space_operations def_blk_aops = {
1099         .readpage       = blkdev_readpage,
1100         .writepage      = blkdev_writepage,
1101         .sync_page      = block_sync_page,
1102         .prepare_write  = blkdev_prepare_write,
1103         .commit_write   = blkdev_commit_write,
1104         .writepages     = generic_writepages,
1105         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1106 };
1107
1108 const struct file_operations def_blk_fops = {
1109         .open           = blkdev_open,
1110         .release        = blkdev_close,
1111         .llseek         = block_llseek,
1112         .read           = generic_file_read,
1113         .write          = blkdev_file_write,
1114         .aio_read       = generic_file_aio_read,
1115         .aio_write      = blkdev_file_aio_write,
1116         .mmap           = generic_file_mmap,
1117         .fsync          = block_fsync,
1118         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1119 #ifdef CONFIG_COMPAT
1120         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1121 #endif
1122         .readv          = generic_file_readv,
1123         .writev         = generic_file_write_nolock,
1124         .sendfile       = generic_file_sendfile,
1125         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1126         .splice_write   = generic_file_splice_write,
1127 };
1128
1129 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1130 {
1131         int res;
1132         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1133         set_fs(KERNEL_DS);
1134         res = blkdev_ioctl(bdev->bd_inode, NULL, cmd, arg);
1135         set_fs(old_fs);
1136         return res;
1137 }
1138
1139 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1140
1141 /**
1142  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1143  *
1144  * @path:       special file representing the block device
1145  *
1146  * Get a reference to the blockdevice at @path in the current
1147  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1148  * otherwise.
1149  */
1150 struct block_device *lookup_bdev(const char *path)
1151 {
1152         struct block_device *bdev;
1153         struct inode *inode;
1154         struct nameidata nd;
1155         int error;
1156
1157         if (!path || !*path)
1158                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1159
1160         error = path_lookup(path, LOOKUP_FOLLOW, &nd);
1161         if (error)
1162                 return ERR_PTR(error);
1163
1164         inode = nd.dentry->d_inode;
1165         error = -ENOTBLK;
1166         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1167                 goto fail;
1168         error = -EACCES;
1169         if (nd.mnt->mnt_flags & MNT_NODEV)
1170                 goto fail;
1171         error = -ENOMEM;
1172         bdev = bd_acquire(inode);
1173         if (!bdev)
1174                 goto fail;
1175 out:
1176         path_release(&nd);
1177         return bdev;
1178 fail:
1179         bdev = ERR_PTR(error);
1180         goto out;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * open_bdev_excl  -  open a block device by name and set it up for use
1185  *
1186  * @path:       special file representing the block device
1187  * @flags:      %MS_RDONLY for opening read-only
1188  * @holder:     owner for exclusion
1189  *
1190  * Open the blockdevice described by the special file at @path, claim it
1191  * for the @holder.
1192  */
1193 struct block_device *open_bdev_excl(const char *path, int flags, void *holder)
1194 {
1195         struct block_device *bdev;
1196         mode_t mode = FMODE_READ;
1197         int error = 0;
1198
1199         bdev = lookup_bdev(path);
1200         if (IS_ERR(bdev))
1201                 return bdev;
1202
1203         if (!(flags & MS_RDONLY))
1204                 mode |= FMODE_WRITE;
1205         error = blkdev_get(bdev, mode, 0);
1206         if (error)
1207                 return ERR_PTR(error);
1208         error = -EACCES;
1209         if (!(flags & MS_RDONLY) && bdev_read_only(bdev))
1210                 goto blkdev_put;
1211         error = bd_claim(bdev, holder);
1212         if (error)
1213                 goto blkdev_put;
1214
1215         return bdev;
1216
1217 blkdev_put:
1218         blkdev_put(bdev);
1219         return ERR_PTR(error);
1220 }
1221
1222 EXPORT_SYMBOL(open_bdev_excl);
1223
1224 /**
1225  * close_bdev_excl  -  release a blockdevice openen by open_bdev_excl()
1226  *
1227  * @bdev:       blockdevice to close
1228  *
1229  * This is the counterpart to open_bdev_excl().
1230  */
1231 void close_bdev_excl(struct block_device *bdev)
1232 {
1233         bd_release(bdev);
1234         blkdev_put(bdev);
1235 }
1236
1237 EXPORT_SYMBOL(close_bdev_excl);