tools: move laptops dslm tool from Documentation
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / block_dev.c
1 /*
2  *  linux/fs/block_dev.c
3  *
4  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
5  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
6  */
7
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/mm.h>
10 #include <linux/fcntl.h>
11 #include <linux/slab.h>
12 #include <linux/kmod.h>
13 #include <linux/major.h>
14 #include <linux/device_cgroup.h>
15 #include <linux/highmem.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/backing-dev.h>
18 #include <linux/module.h>
19 #include <linux/blkpg.h>
20 #include <linux/magic.h>
21 #include <linux/buffer_head.h>
22 #include <linux/swap.h>
23 #include <linux/pagevec.h>
24 #include <linux/writeback.h>
25 #include <linux/mpage.h>
26 #include <linux/mount.h>
27 #include <linux/uio.h>
28 #include <linux/namei.h>
29 #include <linux/log2.h>
30 #include <linux/cleancache.h>
31 #include <linux/dax.h>
32 #include <linux/badblocks.h>
33 #include <asm/uaccess.h>
34 #include "internal.h"
35
36 struct bdev_inode {
37         struct block_device bdev;
38         struct inode vfs_inode;
39 };
40
41 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
42
43 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
44 {
45         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
46 }
47
48 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
49 {
50         return &BDEV_I(inode)->bdev;
51 }
52 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
53
54 void __vfs_msg(struct super_block *sb, const char *prefix, const char *fmt, ...)
55 {
56         struct va_format vaf;
57         va_list args;
58
59         va_start(args, fmt);
60         vaf.fmt = fmt;
61         vaf.va = &args;
62         printk_ratelimited("%sVFS (%s): %pV\n", prefix, sb->s_id, &vaf);
63         va_end(args);
64 }
65
66 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
67 {
68         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
69         int ret;
70
71         spin_lock(&inode->i_lock);
72         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
73                 spin_unlock(&inode->i_lock);
74                 ret = write_inode_now(inode, true);
75                 if (ret) {
76                         char name[BDEVNAME_SIZE];
77                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
78                                             "for block device %s (err=%d).\n",
79                                             bdevname(bdev, name), ret);
80                 }
81                 spin_lock(&inode->i_lock);
82         }
83         spin_unlock(&inode->i_lock);
84 }
85
86 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
87 void kill_bdev(struct block_device *bdev)
88 {
89         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
90
91         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
92                 return;
93
94         invalidate_bh_lrus();
95         truncate_inode_pages(mapping, 0);
96 }       
97 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
98
99 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
100 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
101 {
102         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
103
104         if (mapping->nrpages == 0)
105                 return;
106
107         invalidate_bh_lrus();
108         lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
109         invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
110         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
111          * But, for the strange corners, lets be cautious
112          */
113         cleancache_invalidate_inode(mapping);
114 }
115 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
116
117 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
118 {
119         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
120         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
121                 return -EINVAL;
122
123         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
124         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
125                 return -EINVAL;
126
127         /* Don't change the size if it is same as current */
128         if (bdev->bd_block_size != size) {
129                 sync_blockdev(bdev);
130                 bdev->bd_block_size = size;
131                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
132                 kill_bdev(bdev);
133         }
134         return 0;
135 }
136
137 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
138
139 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
140 {
141         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
142                 return 0;
143         /* If we get here, we know size is power of two
144          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
145         sb->s_blocksize = size;
146         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
147         return sb->s_blocksize;
148 }
149
150 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
151
152 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
153 {
154         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
155         if (size < minsize)
156                 size = minsize;
157         return sb_set_blocksize(sb, size);
158 }
159
160 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
161
162 static int
163 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
164                 struct buffer_head *bh, int create)
165 {
166         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
167         bh->b_blocknr = iblock;
168         set_buffer_mapped(bh);
169         return 0;
170 }
171
172 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
173 {
174         return file->f_mapping->host;
175 }
176
177 static ssize_t
178 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
179 {
180         struct file *file = iocb->ki_filp;
181         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
182
183         if (IS_DAX(inode))
184                 return dax_do_io(iocb, inode, iter, blkdev_get_block,
185                                 NULL, DIO_SKIP_DIO_COUNT);
186         return __blockdev_direct_IO(iocb, inode, I_BDEV(inode), iter,
187                                     blkdev_get_block, NULL, NULL,
188                                     DIO_SKIP_DIO_COUNT);
189 }
190
191 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
192 {
193         if (!bdev)
194                 return 0;
195         if (!wait)
196                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
197         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
198 }
199
200 /*
201  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
202  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
203  */
204 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
205 {
206         return __sync_blockdev(bdev, 1);
207 }
208 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
209
210 /*
211  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
212  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
213  * device.  Takes the superblock lock.
214  */
215 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
216 {
217         struct super_block *sb = get_super(bdev);
218         if (sb) {
219                 int res = sync_filesystem(sb);
220                 drop_super(sb);
221                 return res;
222         }
223         return sync_blockdev(bdev);
224 }
225 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
226
227 /**
228  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
229  * @bdev:       blockdevice to lock
230  *
231  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
232  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
233  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
234  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
235  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
236  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
237  * actually.
238  */
239 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
240 {
241         struct super_block *sb;
242         int error = 0;
243
244         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
245         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
246                 /*
247                  * We don't even need to grab a reference - the first call
248                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
249                  * thaw_bdev drops it.
250                  */
251                 sb = get_super(bdev);
252                 drop_super(sb);
253                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
254                 return sb;
255         }
256
257         sb = get_active_super(bdev);
258         if (!sb)
259                 goto out;
260         if (sb->s_op->freeze_super)
261                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
262         else
263                 error = freeze_super(sb);
264         if (error) {
265                 deactivate_super(sb);
266                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
267                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
268                 return ERR_PTR(error);
269         }
270         deactivate_super(sb);
271  out:
272         sync_blockdev(bdev);
273         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
274         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
275 }
276 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
277
278 /**
279  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
280  * @bdev:       blockdevice to unlock
281  * @sb:         associated superblock
282  *
283  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
284  */
285 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
286 {
287         int error = -EINVAL;
288
289         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
290         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
291                 goto out;
292
293         error = 0;
294         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
295                 goto out;
296
297         if (!sb)
298                 goto out;
299
300         if (sb->s_op->thaw_super)
301                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
302         else
303                 error = thaw_super(sb);
304         if (error) {
305                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
306                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
307                 return error;
308         }
309 out:
310         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
311         return 0;
312 }
313 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
314
315 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
316 {
317         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
318 }
319
320 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
321 {
322         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
323 }
324
325 static int blkdev_readpages(struct file *file, struct address_space *mapping,
326                         struct list_head *pages, unsigned nr_pages)
327 {
328         return mpage_readpages(mapping, pages, nr_pages, blkdev_get_block);
329 }
330
331 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
332                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
333                         struct page **pagep, void **fsdata)
334 {
335         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
336                                  blkdev_get_block);
337 }
338
339 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
340                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
341                         struct page *page, void *fsdata)
342 {
343         int ret;
344         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
345
346         unlock_page(page);
347         put_page(page);
348
349         return ret;
350 }
351
352 /*
353  * private llseek:
354  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
355  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
356  */
357 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
358 {
359         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
360         loff_t retval;
361
362         inode_lock(bd_inode);
363         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
364         inode_unlock(bd_inode);
365         return retval;
366 }
367         
368 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
369 {
370         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
371         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
372         int error;
373         
374         error = filemap_write_and_wait_range(filp->f_mapping, start, end);
375         if (error)
376                 return error;
377
378         /*
379          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
380          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
381          * O_SYNC writers to a block device.
382          */
383         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL, NULL);
384         if (error == -EOPNOTSUPP)
385                 error = 0;
386
387         return error;
388 }
389 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
390
391 /**
392  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
393  * @bdev: The device to read the page from
394  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
395  * @page: The page to read
396  *
397  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
398  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
399  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
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 read 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_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
408                         struct page *page)
409 {
410         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
411         int result = -EOPNOTSUPP;
412
413         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
414                 return result;
415
416         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
417         if (result)
418                 return result;
419         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, false);
420         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
421         return result;
422 }
423 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_read_page);
424
425 /**
426  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
427  * @bdev: The device to write the page to
428  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
429  * @page: The page to write
430  * @wbc: The writeback_control for the write
431  *
432  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
433  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
434  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
435  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
436  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
437  *
438  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
439  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
440  * than propagate an error back up the stack.
441  *
442  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
443  */
444 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
445                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
446 {
447         int result;
448         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
449
450         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
451                 return -EOPNOTSUPP;
452         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, false);
453         if (result)
454                 return result;
455
456         set_page_writeback(page);
457         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page, true);
458         if (result)
459                 end_page_writeback(page);
460         else
461                 unlock_page(page);
462         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
463         return result;
464 }
465 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_write_page);
466
467 /**
468  * bdev_direct_access() - Get the address for directly-accessibly memory
469  * @bdev: The device containing the memory
470  * @dax: control and output parameters for ->direct_access
471  *
472  * If a block device is made up of directly addressable memory, this function
473  * will tell the caller the PFN and the address of the memory.  The address
474  * may be directly dereferenced within the kernel without the need to call
475  * ioremap(), kmap() or similar.  The PFN is suitable for inserting into
476  * page tables.
477  *
478  * Return: negative errno if an error occurs, otherwise the number of bytes
479  * accessible at this address.
480  */
481 long bdev_direct_access(struct block_device *bdev, struct blk_dax_ctl *dax)
482 {
483         sector_t sector = dax->sector;
484         long avail, size = dax->size;
485         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
486
487         /*
488          * The device driver is allowed to sleep, in order to make the
489          * memory directly accessible.
490          */
491         might_sleep();
492
493         if (size < 0)
494                 return size;
495         if (!blk_queue_dax(bdev_get_queue(bdev)) || !ops->direct_access)
496                 return -EOPNOTSUPP;
497         if ((sector + DIV_ROUND_UP(size, 512)) >
498                                         part_nr_sects_read(bdev->bd_part))
499                 return -ERANGE;
500         sector += get_start_sect(bdev);
501         if (sector % (PAGE_SIZE / 512))
502                 return -EINVAL;
503         avail = ops->direct_access(bdev, sector, &dax->addr, &dax->pfn, size);
504         if (!avail)
505                 return -ERANGE;
506         if (avail > 0 && avail & ~PAGE_MASK)
507                 return -ENXIO;
508         return min(avail, size);
509 }
510 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_direct_access);
511
512 /**
513  * bdev_dax_supported() - Check if the device supports dax for filesystem
514  * @sb: The superblock of the device
515  * @blocksize: The block size of the device
516  *
517  * This is a library function for filesystems to check if the block device
518  * can be mounted with dax option.
519  *
520  * Return: negative errno if unsupported, 0 if supported.
521  */
522 int bdev_dax_supported(struct super_block *sb, int blocksize)
523 {
524         struct blk_dax_ctl dax = {
525                 .sector = 0,
526                 .size = PAGE_SIZE,
527         };
528         int err;
529
530         if (blocksize != PAGE_SIZE) {
531                 vfs_msg(sb, KERN_ERR, "error: unsupported blocksize for dax");
532                 return -EINVAL;
533         }
534
535         err = bdev_direct_access(sb->s_bdev, &dax);
536         if (err < 0) {
537                 switch (err) {
538                 case -EOPNOTSUPP:
539                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
540                                 "error: device does not support dax");
541                         break;
542                 case -EINVAL:
543                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
544                                 "error: unaligned partition for dax");
545                         break;
546                 default:
547                         vfs_msg(sb, KERN_ERR,
548                                 "error: dax access failed (%d)", err);
549                 }
550                 return err;
551         }
552
553         return 0;
554 }
555 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_dax_supported);
556
557 /**
558  * bdev_dax_capable() - Return if the raw device is capable for dax
559  * @bdev: The device for raw block device access
560  */
561 bool bdev_dax_capable(struct block_device *bdev)
562 {
563         struct blk_dax_ctl dax = {
564                 .size = PAGE_SIZE,
565         };
566
567         if (!IS_ENABLED(CONFIG_FS_DAX))
568                 return false;
569
570         dax.sector = 0;
571         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
572                 return false;
573
574         dax.sector = bdev->bd_part->nr_sects - (PAGE_SIZE / 512);
575         if (bdev_direct_access(bdev, &dax) < 0)
576                 return false;
577
578         return true;
579 }
580
581 /*
582  * pseudo-fs
583  */
584
585 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
586 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
587
588 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
589 {
590         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
591         if (!ei)
592                 return NULL;
593         return &ei->vfs_inode;
594 }
595
596 static void bdev_i_callback(struct rcu_head *head)
597 {
598         struct inode *inode = container_of(head, struct inode, i_rcu);
599         struct bdev_inode *bdi = BDEV_I(inode);
600
601         kmem_cache_free(bdev_cachep, bdi);
602 }
603
604 static void bdev_destroy_inode(struct inode *inode)
605 {
606         call_rcu(&inode->i_rcu, bdev_i_callback);
607 }
608
609 static void init_once(void *foo)
610 {
611         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
612         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
613
614         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
615         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
616         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
617 #ifdef CONFIG_SYSFS
618         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
619 #endif
620         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
621         /* Initialize mutex for freeze. */
622         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
623 }
624
625 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
626 {
627         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
628         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
629         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
630         clear_inode(inode);
631         spin_lock(&bdev_lock);
632         list_del_init(&bdev->bd_list);
633         spin_unlock(&bdev_lock);
634 }
635
636 static const struct super_operations bdev_sops = {
637         .statfs = simple_statfs,
638         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
639         .destroy_inode = bdev_destroy_inode,
640         .drop_inode = generic_delete_inode,
641         .evict_inode = bdev_evict_inode,
642 };
643
644 static struct dentry *bd_mount(struct file_system_type *fs_type,
645         int flags, const char *dev_name, void *data)
646 {
647         struct dentry *dent;
648         dent = mount_pseudo(fs_type, "bdev:", &bdev_sops, NULL, BDEVFS_MAGIC);
649         if (dent)
650                 dent->d_sb->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
651         return dent;
652 }
653
654 static struct file_system_type bd_type = {
655         .name           = "bdev",
656         .mount          = bd_mount,
657         .kill_sb        = kill_anon_super,
658 };
659
660 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
661 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
662
663 void __init bdev_cache_init(void)
664 {
665         int err;
666         static struct vfsmount *bd_mnt;
667
668         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
669                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
670                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
671                         init_once);
672         err = register_filesystem(&bd_type);
673         if (err)
674                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
675         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
676         if (IS_ERR(bd_mnt))
677                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
678         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
679 }
680
681 /*
682  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
683  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
684  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
685  */
686 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
687 {
688         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
689 }
690
691 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
692 {
693         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
694 }
695
696 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
697 {
698         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
699         return 0;
700 }
701
702 static LIST_HEAD(all_bdevs);
703
704 struct block_device *bdget(dev_t dev)
705 {
706         struct block_device *bdev;
707         struct inode *inode;
708
709         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
710                         bdev_test, bdev_set, &dev);
711
712         if (!inode)
713                 return NULL;
714
715         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
716
717         if (inode->i_state & I_NEW) {
718                 bdev->bd_contains = NULL;
719                 bdev->bd_super = NULL;
720                 bdev->bd_inode = inode;
721                 bdev->bd_block_size = (1 << inode->i_blkbits);
722                 bdev->bd_part_count = 0;
723                 bdev->bd_invalidated = 0;
724                 inode->i_mode = S_IFBLK;
725                 inode->i_rdev = dev;
726                 inode->i_bdev = bdev;
727                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
728                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
729                 spin_lock(&bdev_lock);
730                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
731                 spin_unlock(&bdev_lock);
732                 unlock_new_inode(inode);
733         }
734         return bdev;
735 }
736
737 EXPORT_SYMBOL(bdget);
738
739 /**
740  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
741  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
742  */
743 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
744 {
745         ihold(bdev->bd_inode);
746         return bdev;
747 }
748 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
749
750 long nr_blockdev_pages(void)
751 {
752         struct block_device *bdev;
753         long ret = 0;
754         spin_lock(&bdev_lock);
755         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
756                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
757         }
758         spin_unlock(&bdev_lock);
759         return ret;
760 }
761
762 void bdput(struct block_device *bdev)
763 {
764         iput(bdev->bd_inode);
765 }
766
767 EXPORT_SYMBOL(bdput);
768  
769 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
770 {
771         struct block_device *bdev;
772
773         spin_lock(&bdev_lock);
774         bdev = inode->i_bdev;
775         if (bdev) {
776                 bdgrab(bdev);
777                 spin_unlock(&bdev_lock);
778                 return bdev;
779         }
780         spin_unlock(&bdev_lock);
781
782         bdev = bdget(inode->i_rdev);
783         if (bdev) {
784                 spin_lock(&bdev_lock);
785                 if (!inode->i_bdev) {
786                         /*
787                          * We take an additional reference to bd_inode,
788                          * and it's released in clear_inode() of inode.
789                          * So, we can access it via ->i_mapping always
790                          * without igrab().
791                          */
792                         bdgrab(bdev);
793                         inode->i_bdev = bdev;
794                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
795                 }
796                 spin_unlock(&bdev_lock);
797         }
798         return bdev;
799 }
800
801 /* Call when you free inode */
802
803 void bd_forget(struct inode *inode)
804 {
805         struct block_device *bdev = NULL;
806
807         spin_lock(&bdev_lock);
808         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
809                 bdev = inode->i_bdev;
810         inode->i_bdev = NULL;
811         inode->i_mapping = &inode->i_data;
812         spin_unlock(&bdev_lock);
813
814         if (bdev)
815                 bdput(bdev);
816 }
817
818 /**
819  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
820  * @bdev: block device of interest
821  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
822  * @holder: holder trying to claim @bdev
823  *
824  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
825  *
826  * CONTEXT:
827  * spin_lock(&bdev_lock).
828  *
829  * RETURNS:
830  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
831  */
832 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
833                          void *holder)
834 {
835         if (bdev->bd_holder == holder)
836                 return true;     /* already a holder */
837         else if (bdev->bd_holder != NULL)
838                 return false;    /* held by someone else */
839         else if (bdev->bd_contains == bdev)
840                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
841
842         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
843                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
844         else if (whole->bd_holder != NULL)
845                 return false;    /* is a partition of a held device */
846         else
847                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
848 }
849
850 /**
851  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
852  * @bdev: block device of interest
853  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
854  * @holder: holder trying to claim @bdev
855  *
856  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
857  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
858  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
859  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
860  *
861  * CONTEXT:
862  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
863  * it multiple times.
864  *
865  * RETURNS:
866  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
867  */
868 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
869                                struct block_device *whole, void *holder)
870 {
871 retry:
872         /* if someone else claimed, fail */
873         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
874                 return -EBUSY;
875
876         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
877         if (whole->bd_claiming) {
878                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
879                 DEFINE_WAIT(wait);
880
881                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
882                 spin_unlock(&bdev_lock);
883                 schedule();
884                 finish_wait(wq, &wait);
885                 spin_lock(&bdev_lock);
886                 goto retry;
887         }
888
889         /* yay, all mine */
890         return 0;
891 }
892
893 /**
894  * bd_start_claiming - start claiming a block device
895  * @bdev: block device of interest
896  * @holder: holder trying to claim @bdev
897  *
898  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
899  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
900  * successful call to this function must be matched with a call to
901  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
902  * fail).
903  *
904  * This function is used to gain exclusive access to the block device
905  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
906  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
907  * access but may subsequently fail.
908  *
909  * CONTEXT:
910  * Might sleep.
911  *
912  * RETURNS:
913  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
914  * value on failure.
915  */
916 static struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev,
917                                               void *holder)
918 {
919         struct gendisk *disk;
920         struct block_device *whole;
921         int partno, err;
922
923         might_sleep();
924
925         /*
926          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
927          * and grab the outer block device the hard way.
928          */
929         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
930         if (!disk)
931                 return ERR_PTR(-ENXIO);
932
933         /*
934          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
935          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
936          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
937          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
938          * tracking is broken for those devices but it has always been that
939          * way.
940          */
941         if (partno)
942                 whole = bdget_disk(disk, 0);
943         else
944                 whole = bdgrab(bdev);
945
946         module_put(disk->fops->owner);
947         put_disk(disk);
948         if (!whole)
949                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
950
951         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
952         spin_lock(&bdev_lock);
953
954         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
955         if (err == 0) {
956                 whole->bd_claiming = holder;
957                 spin_unlock(&bdev_lock);
958                 return whole;
959         } else {
960                 spin_unlock(&bdev_lock);
961                 bdput(whole);
962                 return ERR_PTR(err);
963         }
964 }
965
966 #ifdef CONFIG_SYSFS
967 struct bd_holder_disk {
968         struct list_head        list;
969         struct gendisk          *disk;
970         int                     refcnt;
971 };
972
973 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
974                                                   struct gendisk *disk)
975 {
976         struct bd_holder_disk *holder;
977
978         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
979                 if (holder->disk == disk)
980                         return holder;
981         return NULL;
982 }
983
984 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
985 {
986         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
987 }
988
989 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
990 {
991         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
992 }
993
994 /**
995  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
996  * @bdev: the claimed slave bdev
997  * @disk: the holding disk
998  *
999  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1000  *
1001  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1002  *
1003  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1004  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1005  *
1006  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1007  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1008  *
1009  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1010  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1011  *
1012  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1013  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1014  * lifetime of these symlinks.
1015  *
1016  * CONTEXT:
1017  * Might sleep.
1018  *
1019  * RETURNS:
1020  * 0 on success, -errno on failure.
1021  */
1022 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1023 {
1024         struct bd_holder_disk *holder;
1025         int ret = 0;
1026
1027         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1028
1029         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1030
1031         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1032         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1033                 goto out_unlock;
1034
1035         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1036         if (holder) {
1037                 holder->refcnt++;
1038                 goto out_unlock;
1039         }
1040
1041         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1042         if (!holder) {
1043                 ret = -ENOMEM;
1044                 goto out_unlock;
1045         }
1046
1047         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1048         holder->disk = disk;
1049         holder->refcnt = 1;
1050
1051         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1052         if (ret)
1053                 goto out_free;
1054
1055         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1056         if (ret)
1057                 goto out_del;
1058         /*
1059          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1060          * the holder directory.  Hold on to it.
1061          */
1062         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1063
1064         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1065         goto out_unlock;
1066
1067 out_del:
1068         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1069 out_free:
1070         kfree(holder);
1071 out_unlock:
1072         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1073         return ret;
1074 }
1075 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1076
1077 /**
1078  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1079  * @bdev: the calimed slave bdev
1080  * @disk: the holding disk
1081  *
1082  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1083  *
1084  * CONTEXT:
1085  * Might sleep.
1086  */
1087 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1088 {
1089         struct bd_holder_disk *holder;
1090
1091         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1092
1093         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1094
1095         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1096                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1097                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1098                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1099                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1100                 list_del_init(&holder->list);
1101                 kfree(holder);
1102         }
1103
1104         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1105 }
1106 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1107 #endif
1108
1109 /**
1110  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1111  *
1112  * @bdev:      struct block device to be flushed
1113  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1114  *
1115  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1116  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1117  * resize.
1118  */
1119 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1120 {
1121         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1122                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1123                        "resized disk %s\n",
1124                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1125         }
1126
1127         if (!bdev->bd_disk)
1128                 return;
1129         if (disk_part_scan_enabled(bdev->bd_disk))
1130                 bdev->bd_invalidated = 1;
1131 }
1132
1133 /**
1134  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1135  * @disk: struct gendisk to check
1136  * @bdev: struct bdev to adjust.
1137  *
1138  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1139  * and adjusts it if it differs.
1140  */
1141 void check_disk_size_change(struct gendisk *disk, struct block_device *bdev)
1142 {
1143         loff_t disk_size, bdev_size;
1144
1145         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1146         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1147         if (disk_size != bdev_size) {
1148                 printk(KERN_INFO
1149                        "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1150                        disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1151                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1152                 flush_disk(bdev, false);
1153         }
1154 }
1155 EXPORT_SYMBOL(check_disk_size_change);
1156
1157 /**
1158  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1159  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1160  *
1161  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1162  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1163  * for all revalidate_disk operations.
1164  */
1165 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1166 {
1167         struct block_device *bdev;
1168         int ret = 0;
1169
1170         if (disk->fops->revalidate_disk)
1171                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1172         blk_integrity_revalidate(disk);
1173         bdev = bdget_disk(disk, 0);
1174         if (!bdev)
1175                 return ret;
1176
1177         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1178         check_disk_size_change(disk, bdev);
1179         bdev->bd_invalidated = 0;
1180         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1181         bdput(bdev);
1182         return ret;
1183 }
1184 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1185
1186 /*
1187  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1188  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1189  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1190  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1191  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1192  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1193  * to lose :-)
1194  */
1195 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1196 {
1197         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1198         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1199         unsigned int events;
1200
1201         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1202                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1203         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1204                 return 0;
1205
1206         flush_disk(bdev, true);
1207         if (bdops->revalidate_disk)
1208                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1209         return 1;
1210 }
1211
1212 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1213
1214 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1215 {
1216         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
1217
1218         inode_lock(bdev->bd_inode);
1219         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1220         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1221         while (bsize < PAGE_SIZE) {
1222                 if (size & bsize)
1223                         break;
1224                 bsize <<= 1;
1225         }
1226         bdev->bd_block_size = bsize;
1227         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
1228 }
1229 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1230
1231 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1232
1233 /*
1234  * bd_mutex locking:
1235  *
1236  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1237  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1238  */
1239
1240 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1241 {
1242         struct gendisk *disk;
1243         struct module *owner;
1244         int ret;
1245         int partno;
1246         int perm = 0;
1247
1248         if (mode & FMODE_READ)
1249                 perm |= MAY_READ;
1250         if (mode & FMODE_WRITE)
1251                 perm |= MAY_WRITE;
1252         /*
1253          * hooks: /n/, see "layering violations".
1254          */
1255         if (!for_part) {
1256                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1257                 if (ret != 0) {
1258                         bdput(bdev);
1259                         return ret;
1260                 }
1261         }
1262
1263  restart:
1264
1265         ret = -ENXIO;
1266         disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, &partno);
1267         if (!disk)
1268                 goto out;
1269         owner = disk->fops->owner;
1270
1271         disk_block_events(disk);
1272         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1273         if (!bdev->bd_openers) {
1274                 bdev->bd_disk = disk;
1275                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1276                 bdev->bd_contains = bdev;
1277                 bdev->bd_inode->i_flags = 0;
1278
1279                 if (!partno) {
1280                         ret = -ENXIO;
1281                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1282                         if (!bdev->bd_part)
1283                                 goto out_clear;
1284
1285                         ret = 0;
1286                         if (disk->fops->open) {
1287                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1288                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1289                                         /* Lost a race with 'disk' being
1290                                          * deleted, try again.
1291                                          * See md.c
1292                                          */
1293                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1294                                         bdev->bd_part = NULL;
1295                                         bdev->bd_disk = NULL;
1296                                         bdev->bd_queue = NULL;
1297                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1298                                         disk_unblock_events(disk);
1299                                         put_disk(disk);
1300                                         module_put(owner);
1301                                         goto restart;
1302                                 }
1303                         }
1304
1305                         if (!ret) {
1306                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1307                                 if (!bdev_dax_capable(bdev))
1308                                         bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1309                         }
1310
1311                         /*
1312                          * If the device is invalidated, rescan partition
1313                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1314                          * The latter is necessary to prevent ghost
1315                          * partitions on a removed medium.
1316                          */
1317                         if (bdev->bd_invalidated) {
1318                                 if (!ret)
1319                                         rescan_partitions(disk, bdev);
1320                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1321                                         invalidate_partitions(disk, bdev);
1322                         }
1323
1324                         if (ret)
1325                                 goto out_clear;
1326                 } else {
1327                         struct block_device *whole;
1328                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1329                         ret = -ENOMEM;
1330                         if (!whole)
1331                                 goto out_clear;
1332                         BUG_ON(for_part);
1333                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1334                         if (ret)
1335                                 goto out_clear;
1336                         bdev->bd_contains = whole;
1337                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1338                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1339                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1340                                 ret = -ENXIO;
1341                                 goto out_clear;
1342                         }
1343                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1344                         if (!bdev_dax_capable(bdev))
1345                                 bdev->bd_inode->i_flags &= ~S_DAX;
1346                 }
1347         } else {
1348                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1349                         ret = 0;
1350                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1351                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1352                         /* the same as first opener case, read comment there */
1353                         if (bdev->bd_invalidated) {
1354                                 if (!ret)
1355                                         rescan_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1356                                 else if (ret == -ENOMEDIUM)
1357                                         invalidate_partitions(bdev->bd_disk, bdev);
1358                         }
1359                         if (ret)
1360                                 goto out_unlock_bdev;
1361                 }
1362                 /* only one opener holds refs to the module and disk */
1363                 put_disk(disk);
1364                 module_put(owner);
1365         }
1366         bdev->bd_openers++;
1367         if (for_part)
1368                 bdev->bd_part_count++;
1369         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1370         disk_unblock_events(disk);
1371         return 0;
1372
1373  out_clear:
1374         disk_put_part(bdev->bd_part);
1375         bdev->bd_disk = NULL;
1376         bdev->bd_part = NULL;
1377         bdev->bd_queue = NULL;
1378         if (bdev != bdev->bd_contains)
1379                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1380         bdev->bd_contains = NULL;
1381  out_unlock_bdev:
1382         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1383         disk_unblock_events(disk);
1384         put_disk(disk);
1385         module_put(owner);
1386  out:
1387         bdput(bdev);
1388
1389         return ret;
1390 }
1391
1392 /**
1393  * blkdev_get - open a block device
1394  * @bdev: block_device to open
1395  * @mode: FMODE_* mask
1396  * @holder: exclusive holder identifier
1397  *
1398  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1399  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1400  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1401  *
1402  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1403  * @bdev is put.
1404  *
1405  * CONTEXT:
1406  * Might sleep.
1407  *
1408  * RETURNS:
1409  * 0 on success, -errno on failure.
1410  */
1411 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1412 {
1413         struct block_device *whole = NULL;
1414         int res;
1415
1416         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1417
1418         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1419                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1420                 if (IS_ERR(whole)) {
1421                         bdput(bdev);
1422                         return PTR_ERR(whole);
1423                 }
1424         }
1425
1426         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1427
1428         if (whole) {
1429                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1430
1431                 /* finish claiming */
1432                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1433                 spin_lock(&bdev_lock);
1434
1435                 if (!res) {
1436                         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1437                         /*
1438                          * Note that for a whole device bd_holders
1439                          * will be incremented twice, and bd_holder
1440                          * will be set to bd_may_claim before being
1441                          * set to holder
1442                          */
1443                         whole->bd_holders++;
1444                         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1445                         bdev->bd_holders++;
1446                         bdev->bd_holder = holder;
1447                 }
1448
1449                 /* tell others that we're done */
1450                 BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1451                 whole->bd_claiming = NULL;
1452                 wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1453
1454                 spin_unlock(&bdev_lock);
1455
1456                 /*
1457                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1458                  * write holder makes the write_holder state stick until
1459                  * all are released.  This is good enough and tracking
1460                  * individual writeable reference is too fragile given the
1461                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1462                  */
1463                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1464                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1465                         bdev->bd_write_holder = true;
1466                         disk_block_events(disk);
1467                 }
1468
1469                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1470                 bdput(whole);
1471         }
1472
1473         return res;
1474 }
1475 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1476
1477 /**
1478  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1479  * @path: path to the block device to open
1480  * @mode: FMODE_* mask
1481  * @holder: exclusive holder identifier
1482  *
1483  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1484  * and @holder are identical to blkdev_get().
1485  *
1486  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1487  *
1488  * CONTEXT:
1489  * Might sleep.
1490  *
1491  * RETURNS:
1492  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1493  */
1494 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1495                                         void *holder)
1496 {
1497         struct block_device *bdev;
1498         int err;
1499
1500         bdev = lookup_bdev(path);
1501         if (IS_ERR(bdev))
1502                 return bdev;
1503
1504         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1505         if (err)
1506                 return ERR_PTR(err);
1507
1508         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1509                 blkdev_put(bdev, mode);
1510                 return ERR_PTR(-EACCES);
1511         }
1512
1513         return bdev;
1514 }
1515 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1516
1517 /**
1518  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1519  * @dev: device number of block device to open
1520  * @mode: FMODE_* mask
1521  * @holder: exclusive holder identifier
1522  *
1523  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1524  * @holder are identical to blkdev_get().
1525  *
1526  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1527  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1528  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1529  * ever need it - reconsider your API.
1530  *
1531  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1532  *
1533  * CONTEXT:
1534  * Might sleep.
1535  *
1536  * RETURNS:
1537  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1538  */
1539 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1540 {
1541         struct block_device *bdev;
1542         int err;
1543
1544         bdev = bdget(dev);
1545         if (!bdev)
1546                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1547
1548         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1549         if (err)
1550                 return ERR_PTR(err);
1551
1552         return bdev;
1553 }
1554 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1555
1556 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1557 {
1558         struct block_device *bdev;
1559
1560         /*
1561          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1562          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1563          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1564          * during an unstable branch.
1565          */
1566         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1567
1568         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1569                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1570         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1571                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1572         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1573                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1574
1575         bdev = bd_acquire(inode);
1576         if (bdev == NULL)
1577                 return -ENOMEM;
1578
1579         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1580
1581         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1582 }
1583
1584 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1585 {
1586         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1587         struct block_device *victim = NULL;
1588
1589         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1590         if (for_part)
1591                 bdev->bd_part_count--;
1592
1593         if (!--bdev->bd_openers) {
1594                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1595                 sync_blockdev(bdev);
1596                 kill_bdev(bdev);
1597
1598                 bdev_write_inode(bdev);
1599                 /*
1600                  * Detaching bdev inode from its wb in __destroy_inode()
1601                  * is too late: the queue which embeds its bdi (along with
1602                  * root wb) can be gone as soon as we put_disk() below.
1603                  */
1604                 inode_detach_wb(bdev->bd_inode);
1605         }
1606         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1607                 if (disk->fops->release)
1608                         disk->fops->release(disk, mode);
1609         }
1610         if (!bdev->bd_openers) {
1611                 struct module *owner = disk->fops->owner;
1612
1613                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1614                 bdev->bd_part = NULL;
1615                 bdev->bd_disk = NULL;
1616                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1617                         victim = bdev->bd_contains;
1618                 bdev->bd_contains = NULL;
1619
1620                 put_disk(disk);
1621                 module_put(owner);
1622         }
1623         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1624         bdput(bdev);
1625         if (victim)
1626                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1627 }
1628
1629 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1630 {
1631         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1632
1633         if (mode & FMODE_EXCL) {
1634                 bool bdev_free;
1635
1636                 /*
1637                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1638                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1639                  * synchronize disk_holder unlinking.
1640                  */
1641                 spin_lock(&bdev_lock);
1642
1643                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1644                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1645
1646                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1647                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1648                         bdev->bd_holder = NULL;
1649                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1650                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1651
1652                 spin_unlock(&bdev_lock);
1653
1654                 /*
1655                  * If this was the last claim, remove holder link and
1656                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1657                  */
1658                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1659                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1660                         bdev->bd_write_holder = false;
1661                 }
1662         }
1663
1664         /*
1665          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1666          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1667          * from userland - e.g. eject(1).
1668          */
1669         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1670
1671         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1672
1673         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1674 }
1675 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1676
1677 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1678 {
1679         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1680         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1681         return 0;
1682 }
1683
1684 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1685 {
1686         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1687         fmode_t mode = file->f_mode;
1688
1689         /*
1690          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1691          * to updated it before every ioctl.
1692          */
1693         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1694                 mode |= FMODE_NDELAY;
1695         else
1696                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1697
1698         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1699 }
1700
1701 /*
1702  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1703  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1704  *
1705  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1706  * use.
1707  */
1708 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1709 {
1710         struct file *file = iocb->ki_filp;
1711         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1712         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1713         struct blk_plug plug;
1714         ssize_t ret;
1715
1716         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1717                 return -EPERM;
1718
1719         if (!iov_iter_count(from))
1720                 return 0;
1721
1722         if (iocb->ki_pos >= size)
1723                 return -ENOSPC;
1724
1725         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1726
1727         blk_start_plug(&plug);
1728         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1729         if (ret > 0)
1730                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1731         blk_finish_plug(&plug);
1732         return ret;
1733 }
1734 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1735
1736 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1737 {
1738         struct file *file = iocb->ki_filp;
1739         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1740         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1741         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1742
1743         if (pos >= size)
1744                 return 0;
1745
1746         size -= pos;
1747         iov_iter_truncate(to, size);
1748         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1749 }
1750 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1751
1752 /*
1753  * Try to release a page associated with block device when the system
1754  * is under memory pressure.
1755  */
1756 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1757 {
1758         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1759
1760         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1761                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1762
1763         return try_to_free_buffers(page);
1764 }
1765
1766 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1767                              struct writeback_control *wbc)
1768 {
1769         if (dax_mapping(mapping)) {
1770                 struct block_device *bdev = I_BDEV(mapping->host);
1771
1772                 return dax_writeback_mapping_range(mapping, bdev, wbc);
1773         }
1774         return generic_writepages(mapping, wbc);
1775 }
1776
1777 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1778         .readpage       = blkdev_readpage,
1779         .readpages      = blkdev_readpages,
1780         .writepage      = blkdev_writepage,
1781         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1782         .write_end      = blkdev_write_end,
1783         .writepages     = blkdev_writepages,
1784         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1785         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1786         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1787 };
1788
1789 const struct file_operations def_blk_fops = {
1790         .open           = blkdev_open,
1791         .release        = blkdev_close,
1792         .llseek         = block_llseek,
1793         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1794         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1795         .mmap           = generic_file_mmap,
1796         .fsync          = blkdev_fsync,
1797         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1798 #ifdef CONFIG_COMPAT
1799         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1800 #endif
1801         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1802         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1803 };
1804
1805 int ioctl_by_bdev(struct block_device *bdev, unsigned cmd, unsigned long arg)
1806 {
1807         int res;
1808         mm_segment_t old_fs = get_fs();
1809         set_fs(KERNEL_DS);
1810         res = blkdev_ioctl(bdev, 0, cmd, arg);
1811         set_fs(old_fs);
1812         return res;
1813 }
1814
1815 EXPORT_SYMBOL(ioctl_by_bdev);
1816
1817 /**
1818  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1819  * @pathname:   special file representing the block device
1820  *
1821  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1822  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1823  * otherwise.
1824  */
1825 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
1826 {
1827         struct block_device *bdev;
1828         struct inode *inode;
1829         struct path path;
1830         int error;
1831
1832         if (!pathname || !*pathname)
1833                 return ERR_PTR(-EINVAL);
1834
1835         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1836         if (error)
1837                 return ERR_PTR(error);
1838
1839         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1840         error = -ENOTBLK;
1841         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1842                 goto fail;
1843         error = -EACCES;
1844         if (!may_open_dev(&path))
1845                 goto fail;
1846         error = -ENOMEM;
1847         bdev = bd_acquire(inode);
1848         if (!bdev)
1849                 goto fail;
1850 out:
1851         path_put(&path);
1852         return bdev;
1853 fail:
1854         bdev = ERR_PTR(error);
1855         goto out;
1856 }
1857 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1858
1859 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1860 {
1861         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1862         int res = 0;
1863
1864         if (sb) {
1865                 /*
1866                  * no need to lock the super, get_super holds the
1867                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1868                  * under us (->put_super runs with the write lock
1869                  * hold).
1870                  */
1871                 shrink_dcache_sb(sb);
1872                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1873                 drop_super(sb);
1874         }
1875         invalidate_bdev(bdev);
1876         return res;
1877 }
1878 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1879
1880 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1881 {
1882         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1883
1884         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1885         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1886                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1887
1888                 spin_lock(&inode->i_lock);
1889                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1890                     mapping->nrpages == 0) {
1891                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1892                         continue;
1893                 }
1894                 __iget(inode);
1895                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1896                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1897                 /*
1898                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1899                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1900                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1901                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1902                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1903                  * later.
1904                  */
1905                 iput(old_inode);
1906                 old_inode = inode;
1907
1908                 func(I_BDEV(inode), arg);
1909
1910                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1911         }
1912         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1913         iput(old_inode);
1914 }