block/bdev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   4  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   5  *  Copyright (C) 2016 - 2020 Christoph Hellwig
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11 #include <linux/kmod.h>
  12 #include <linux/major.h>
  13 #include <linux/device_cgroup.h>
  14 #include <linux/blkdev.h>
  15 #include <linux/blk-integrity.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/magic.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/writeback.h>
  23 #include <linux/mount.h>
  24 #include <linux/pseudo_fs.h>
  25 #include <linux/uio.h>
  26 #include <linux/namei.h>
  27 #include <linux/part_stat.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29 #include <linux/stat.h>
  30 #include "../fs/internal.h"
  31 #include "blk.h"
  32
  33 struct bdev_inode {
  34         struct block_device bdev;
  35         struct inode vfs_inode;
  36 };
  37
  38 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  39 {
  40         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  41 }
  42
  43 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  44 {
  45         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  46 }
  47 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  48
  49 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  50 {
  51         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  52         int ret;
  53
  54         spin_lock(&inode->i_lock);
  55         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  56                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  57                 ret = write_inode_now(inode, true);
  58                 if (ret)
  59                         pr_warn_ratelimited(
  60         "VFS: Dirty inode writeback failed for block device %pg (err=%d).\n",
  61                                 bdev, ret);
  62                 spin_lock(&inode->i_lock);
  63         }
  64         spin_unlock(&inode->i_lock);
  65 }
  66
  67 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  68 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  69 {
  70         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  71
  72         if (mapping_empty(mapping))
  73                 return;
  74
  75         invalidate_bh_lrus();
  76         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  77 }
  78
  79 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  80 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  81 {
  82         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  83
  84         if (mapping->nrpages) {
  85                 invalidate_bh_lrus();
  86                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  87                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  88         }
  89 }
  90 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
  91
  92 /*
  93  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
  94  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
  95  */
  96 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
  97                         loff_t lstart, loff_t lend)
  98 {
  99         /*
 100          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
 101          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
 102          * under live filesystem.
 103          */
 104         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
 105                 int err = bd_prepare_to_claim(bdev, truncate_bdev_range);
 106                 if (err)
 107                         goto invalidate;
 108         }
 109
 110         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
 111         if (!(mode & FMODE_EXCL))
 112                 bd_abort_claiming(bdev, truncate_bdev_range);
 113         return 0;
 114
 115 invalidate:
 116         /*
 117          * Someone else has handle exclusively open. Try invalidating instead.
 118          * The 'end' argument is inclusive so the rounding is safe.
 119          */
 120         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 121                                              lstart >> PAGE_SHIFT,
 122                                              lend >> PAGE_SHIFT);
 123 }
 124
 125 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 126 {
 127         unsigned int bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 128         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 129
 130         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 131                 if (size & bsize)
 132                         break;
 133                 bsize <<= 1;
 134         }
 135         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 136 }
 137
 138 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 139 {
 140         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 141         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 142                 return -EINVAL;
 143
 144         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 145         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 146                 return -EINVAL;
 147
 148         /* Don't change the size if it is same as current */
 149         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
 150                 sync_blockdev(bdev);
 151                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 152                 kill_bdev(bdev);
 153         }
 154         return 0;
 155 }
 156
 157 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 158
 159 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 160 {
 161         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 162                 return 0;
 163         /* If we get here, we know size is power of two
 164          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 165         sb->s_blocksize = size;
 166         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 167         return sb->s_blocksize;
 168 }
 169
 170 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 171
 172 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 173 {
 174         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 175         if (size < minsize)
 176                 size = minsize;
 177         return sb_set_blocksize(sb, size);
 178 }
 179
 180 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 181
 182 int sync_blockdev_nowait(struct block_device *bdev)
 183 {
 184         if (!bdev)
 185                 return 0;
 186         return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 187 }
 188 EXPORT_SYMBOL_GPL(sync_blockdev_nowait);
 189
 190 /*
 191  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 192  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 193  */
 194 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 195 {
 196         if (!bdev)
 197                 return 0;
 198         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 199 }
 200 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 201
 202 int sync_blockdev_range(struct block_device *bdev, loff_t lstart, loff_t lend)
 203 {
 204         return filemap_write_and_wait_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 205                         lstart, lend);
 206 }
 207 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev_range);
 208
 209 /*
 210  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 211  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 212  * device.  Takes the superblock lock.
 213  */
 214 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 215 {
 216         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 217         if (sb) {
 218                 int res = sync_filesystem(sb);
 219                 drop_super(sb);
 220                 return res;
 221         }
 222         return sync_blockdev(bdev);
 223 }
 224 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 225
 226 /**
 227  * freeze_bdev - lock a filesystem and force it into a consistent state
 228  * @bdev:       blockdevice to lock
 229  *
 230  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 231  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 232  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 233  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 234  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 235  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 236  * actually.
 237  */
 238 int freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 239 {
 240         struct super_block *sb;
 241         int error = 0;
 242
 243         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 244         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1)
 245                 goto done;
 246
 247         sb = get_active_super(bdev);
 248         if (!sb)
 249                 goto sync;
 250         if (sb->s_op->freeze_super)
 251                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 252         else
 253                 error = freeze_super(sb);
 254         deactivate_super(sb);
 255
 256         if (error) {
 257                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 258                 goto done;
 259         }
 260         bdev->bd_fsfreeze_sb = sb;
 261
 262 sync:
 263         sync_blockdev(bdev);
 264 done:
 265         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 266         return error;
 267 }
 268 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 269
 270 /**
 271  * thaw_bdev - unlock filesystem
 272  * @bdev:       blockdevice to unlock
 273  *
 274  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 275  */
 276 int thaw_bdev(struct block_device *bdev)
 277 {
 278         struct super_block *sb;
 279         int error = -EINVAL;
 280
 281         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 282         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 283                 goto out;
 284
 285         error = 0;
 286         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 287                 goto out;
 288
 289         sb = bdev->bd_fsfreeze_sb;
 290         if (!sb)
 291                 goto out;
 292
 293         if (sb->s_op->thaw_super)
 294                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 295         else
 296                 error = thaw_super(sb);
 297         if (error)
 298                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 299         else
 300                 bdev->bd_fsfreeze_sb = NULL;
 301 out:
 302         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 303         return error;
 304 }
 305 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 306
 307 /*
 308  * pseudo-fs
 309  */
 310
 311 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 312 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 313
 314 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 315 {
 316         struct bdev_inode *ei = alloc_inode_sb(sb, bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 317
 318         if (!ei)
 319                 return NULL;
 320         memset(&ei->bdev, 0, sizeof(ei->bdev));
 321         return &ei->vfs_inode;
 322 }
 323
 324 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 325 {
 326         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 327
 328         free_percpu(bdev->bd_stats);
 329         kfree(bdev->bd_meta_info);
 330
 331         if (!bdev_is_partition(bdev)) {
 332                 if (bdev->bd_disk && bdev->bd_disk->bdi)
 333                         bdi_put(bdev->bd_disk->bdi);
 334                 kfree(bdev->bd_disk);
 335         }
 336
 337         if (MAJOR(bdev->bd_dev) == BLOCK_EXT_MAJOR)
 338                 blk_free_ext_minor(MINOR(bdev->bd_dev));
 339
 340         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 341 }
 342
 343 static void init_once(void *data)
 344 {
 345         struct bdev_inode *ei = data;
 346
 347         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 348 }
 349
 350 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 351 {
 352         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 353         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 354         clear_inode(inode);
 355 }
 356
 357 static const struct super_operations bdev_sops = {
 358         .statfs = simple_statfs,
 359         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 360         .free_inode = bdev_free_inode,
 361         .drop_inode = generic_delete_inode,
 362         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 363 };
 364
 365 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 366 {
 367         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 368         if (!ctx)
 369                 return -ENOMEM;
 370         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 371         ctx->ops = &bdev_sops;
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static struct file_system_type bd_type = {
 376         .name           = "bdev",
 377         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 378         .kill_sb        = kill_anon_super,
 379 };
 380
 381 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 382 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 383
 384 void __init bdev_cache_init(void)
 385 {
 386         int err;
 387         static struct vfsmount *bd_mnt;
 388
 389         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 390                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 391                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 392                         init_once);
 393         err = register_filesystem(&bd_type);
 394         if (err)
 395                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 396         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 397         if (IS_ERR(bd_mnt))
 398                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 399         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 400 }
 401
 402 struct block_device *bdev_alloc(struct gendisk *disk, u8 partno)
 403 {
 404         struct block_device *bdev;
 405         struct inode *inode;
 406
 407         inode = new_inode(blockdev_superblock);
 408         if (!inode)
 409                 return NULL;
 410         inode->i_mode = S_IFBLK;
 411         inode->i_rdev = 0;
 412         inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 413         mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 414
 415         bdev = I_BDEV(inode);
 416         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 417         spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
 418         bdev->bd_partno = partno;
 419         bdev->bd_inode = inode;
 420         bdev->bd_queue = disk->queue;
 421         if (partno)
 422                 bdev->bd_has_submit_bio = disk->part0->bd_has_submit_bio;
 423         else
 424                 bdev->bd_has_submit_bio = false;
 425         bdev->bd_stats = alloc_percpu(struct disk_stats);
 426         if (!bdev->bd_stats) {
 427                 iput(inode);
 428                 return NULL;
 429         }
 430         bdev->bd_disk = disk;
 431         return bdev;
 432 }
 433
 434 void bdev_set_nr_sectors(struct block_device *bdev, sector_t sectors)
 435 {
 436         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
 437         i_size_write(bdev->bd_inode, (loff_t)sectors << SECTOR_SHIFT);
 438         bdev->bd_nr_sectors = sectors;
 439         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
 440 }
 441
 442 void bdev_add(struct block_device *bdev, dev_t dev)
 443 {
 444         bdev->bd_dev = dev;
 445         bdev->bd_inode->i_rdev = dev;
 446         bdev->bd_inode->i_ino = dev;
 447         insert_inode_hash(bdev->bd_inode);
 448 }
 449
 450 long nr_blockdev_pages(void)
 451 {
 452         struct inode *inode;
 453         long ret = 0;
 454
 455         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 456         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
 457                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
 458         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 459
 460         return ret;
 461 }
 462
 463 /**
 464  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 465  * @bdev: block device of interest
 466  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 467  * @holder: holder trying to claim @bdev
 468  *
 469  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 470  *
 471  * CONTEXT:
 472  * spin_lock(&bdev_lock).
 473  *
 474  * RETURNS:
 475  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 476  */
 477 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
 478                          void *holder)
 479 {
 480         if (bdev->bd_holder == holder)
 481                 return true;     /* already a holder */
 482         else if (bdev->bd_holder != NULL)
 483                 return false;    /* held by someone else */
 484         else if (whole == bdev)
 485                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
 486
 487         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
 488                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
 489         else if (whole->bd_holder != NULL)
 490                 return false;    /* is a partition of a held device */
 491         else
 492                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
 493 }
 494
 495 /**
 496  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
 497  * @bdev: block device of interest
 498  * @holder: holder trying to claim @bdev
 499  *
 500  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
 501  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
 502  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 503  *
 504  * RETURNS:
 505  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 506  */
 507 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 508 {
 509         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 510
 511         if (WARN_ON_ONCE(!holder))
 512                 return -EINVAL;
 513 retry:
 514         spin_lock(&bdev_lock);
 515         /* if someone else claimed, fail */
 516         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
 517                 spin_unlock(&bdev_lock);
 518                 return -EBUSY;
 519         }
 520
 521         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 522         if (whole->bd_claiming) {
 523                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 524                 DEFINE_WAIT(wait);
 525
 526                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 527                 spin_unlock(&bdev_lock);
 528                 schedule();
 529                 finish_wait(wq, &wait);
 530                 goto retry;
 531         }
 532
 533         /* yay, all mine */
 534         whole->bd_claiming = holder;
 535         spin_unlock(&bdev_lock);
 536         return 0;
 537 }
 538 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
 539
 540 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
 541 {
 542         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
 543         /* tell others that we're done */
 544         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
 545         whole->bd_claiming = NULL;
 546         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
 547 }
 548
 549 /**
 550  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
 551  * @bdev: block device of interest
 552  * @holder: holder that has claimed @bdev
 553  *
 554  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
 555  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
 556  */
 557 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 558 {
 559         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 560
 561         spin_lock(&bdev_lock);
 562         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
 563         /*
 564          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
 565          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
 566          */
 567         whole->bd_holders++;
 568         whole->bd_holder = bd_may_claim;
 569         bdev->bd_holders++;
 570         bdev->bd_holder = holder;
 571         bd_clear_claiming(whole, holder);
 572         spin_unlock(&bdev_lock);
 573 }
 574
 575 /**
 576  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
 577  * @bdev: block device of interest
 578  * @holder: holder that has claimed @bdev
 579  *
 580  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
 581  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
 582  * to block other exclusive openers for a while.
 583  */
 584 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 585 {
 586         spin_lock(&bdev_lock);
 587         bd_clear_claiming(bdev_whole(bdev), holder);
 588         spin_unlock(&bdev_lock);
 589 }
 590 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
 591
 592 static void blkdev_flush_mapping(struct block_device *bdev)
 593 {
 594         WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
 595         sync_blockdev(bdev);
 596         kill_bdev(bdev);
 597         bdev_write_inode(bdev);
 598 }
 599
 600 static int blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 601 {
 602         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 603         int ret;
 604
 605         if (disk->fops->open) {
 606                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
 607                 if (ret) {
 608                         /* avoid ghost partitions on a removed medium */
 609                         if (ret == -ENOMEDIUM &&
 610                              test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 611                                 bdev_disk_changed(disk, true);
 612                         return ret;
 613                 }
 614         }
 615
 616         if (!atomic_read(&bdev->bd_openers))
 617                 set_init_blocksize(bdev);
 618         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 619                 bdev_disk_changed(disk, false);
 620         atomic_inc(&bdev->bd_openers);
 621         return 0;
 622 }
 623
 624 static void blkdev_put_whole(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 625 {
 626         if (atomic_dec_and_test(&bdev->bd_openers))
 627                 blkdev_flush_mapping(bdev);
 628         if (bdev->bd_disk->fops->release)
 629                 bdev->bd_disk->fops->release(bdev->bd_disk, mode);
 630 }
 631
 632 static int blkdev_get_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
 633 {
 634         struct gendisk *disk = part->bd_disk;
 635         int ret;
 636
 637         if (atomic_read(&part->bd_openers))
 638                 goto done;
 639
 640         ret = blkdev_get_whole(bdev_whole(part), mode);
 641         if (ret)
 642                 return ret;
 643
 644         ret = -ENXIO;
 645         if (!bdev_nr_sectors(part))
 646                 goto out_blkdev_put;
 647
 648         disk->open_partitions++;
 649         set_init_blocksize(part);
 650 done:
 651         atomic_inc(&part->bd_openers);
 652         return 0;
 653
 654 out_blkdev_put:
 655         blkdev_put_whole(bdev_whole(part), mode);
 656         return ret;
 657 }
 658
 659 static void blkdev_put_part(struct block_device *part, fmode_t mode)
 660 {
 661         struct block_device *whole = bdev_whole(part);
 662
 663         if (!atomic_dec_and_test(&part->bd_openers))
 664                 return;
 665         blkdev_flush_mapping(part);
 666         whole->bd_disk->open_partitions--;
 667         blkdev_put_whole(whole, mode);
 668 }
 669
 670 struct block_device *blkdev_get_no_open(dev_t dev)
 671 {
 672         struct block_device *bdev;
 673         struct inode *inode;
 674
 675         inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 676         if (!inode && IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK_LEGACY_AUTOLOAD)) {
 677                 blk_request_module(dev);
 678                 inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 679                 if (inode)
 680                         pr_warn_ratelimited(
 681 "block device autoloading is deprecated and will be removed.\n");
 682         }
 683         if (!inode)
 684                 return NULL;
 685
 686         /* switch from the inode reference to a device mode one: */
 687         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 688         if (!kobject_get_unless_zero(&bdev->bd_device.kobj))
 689                 bdev = NULL;
 690         iput(inode);
 691         return bdev;
 692 }
 693
 694 void blkdev_put_no_open(struct block_device *bdev)
 695 {
 696         put_device(&bdev->bd_device);
 697 }
 698
 699 /**
 700  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
 701  * @dev: device number of block device to open
 702  * @mode: FMODE_* mask
 703  * @holder: exclusive holder identifier
 704  *
 705  * Open the block device described by device number @dev. If @mode includes
 706  * %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.  Specifying
 707  * %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for
 708  * the same @holder.
 709  *
 710  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
 711  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
 712  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
 713  *
 714  * CONTEXT:
 715  * Might sleep.
 716  *
 717  * RETURNS:
 718  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 719  */
 720 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
 721 {
 722         bool unblock_events = true;
 723         struct block_device *bdev;
 724         struct gendisk *disk;
 725         int ret;
 726
 727         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
 728                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
 729                         ((mode & FMODE_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
 730                         ((mode & FMODE_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
 731         if (ret)
 732                 return ERR_PTR(ret);
 733
 734         bdev = blkdev_get_no_open(dev);
 735         if (!bdev)
 736                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 737         disk = bdev->bd_disk;
 738
 739         if (mode & FMODE_EXCL) {
 740                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, holder);
 741                 if (ret)
 742                         goto put_blkdev;
 743         }
 744
 745         disk_block_events(disk);
 746
 747         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 748         ret = -ENXIO;
 749         if (!disk_live(disk))
 750                 goto abort_claiming;
 751         if (!try_module_get(disk->fops->owner))
 752                 goto abort_claiming;
 753         if (bdev_is_partition(bdev))
 754                 ret = blkdev_get_part(bdev, mode);
 755         else
 756                 ret = blkdev_get_whole(bdev, mode);
 757         if (ret)
 758                 goto put_module;
 759         if (mode & FMODE_EXCL) {
 760                 bd_finish_claiming(bdev, holder);
 761
 762                 /*
 763                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
 764                  * holder makes the write_holder state stick until all are
 765                  * released.  This is good enough and tracking individual
 766                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
 767                  * used in blkdev_get/put().
 768                  */
 769                 if ((mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
 770                     (disk->event_flags & DISK_EVENT_FLAG_BLOCK_ON_EXCL_WRITE)) {
 771                         bdev->bd_write_holder = true;
 772                         unblock_events = false;
 773                 }
 774         }
 775         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 776
 777         if (unblock_events)
 778                 disk_unblock_events(disk);
 779         return bdev;
 780 put_module:
 781         module_put(disk->fops->owner);
 782 abort_claiming:
 783         if (mode & FMODE_EXCL)
 784                 bd_abort_claiming(bdev, holder);
 785         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 786         disk_unblock_events(disk);
 787 put_blkdev:
 788         blkdev_put_no_open(bdev);
 789         return ERR_PTR(ret);
 790 }
 791 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
 792
 793 /**
 794  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
 795  * @path: path to the block device to open
 796  * @mode: FMODE_* mask
 797  * @holder: exclusive holder identifier
 798  *
 799  * Open the block device described by the device file at @path.  If @mode
 800  * includes %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.
 801  * Specifying %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may
 802  * nest for the same @holder.
 803  *
 804  * CONTEXT:
 805  * Might sleep.
 806  *
 807  * RETURNS:
 808  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 809  */
 810 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
 811                                         void *holder)
 812 {
 813         struct block_device *bdev;
 814         dev_t dev;
 815         int error;
 816
 817         error = lookup_bdev(path, &dev);
 818         if (error)
 819                 return ERR_PTR(error);
 820
 821         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder);
 822         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
 823                 blkdev_put(bdev, mode);
 824                 return ERR_PTR(-EACCES);
 825         }
 826
 827         return bdev;
 828 }
 829 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
 830
 831 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
 832 {
 833         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 834
 835         /*
 836          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
 837          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
 838          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
 839          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
 840          * syncs while holding the mutex.
 841          */
 842         if (atomic_read(&bdev->bd_openers) == 1)
 843                 sync_blockdev(bdev);
 844
 845         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 846         if (mode & FMODE_EXCL) {
 847                 struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 848                 bool bdev_free;
 849
 850                 /*
 851                  * Release a claim on the device.  The holder fields
 852                  * are protected with bdev_lock.  open_mutex is to
 853                  * synchronize disk_holder unlinking.
 854                  */
 855                 spin_lock(&bdev_lock);
 856
 857                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
 858                 WARN_ON_ONCE(--whole->bd_holders < 0);
 859
 860                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
 861                         bdev->bd_holder = NULL;
 862                 if (!whole->bd_holders)
 863                         whole->bd_holder = NULL;
 864
 865                 spin_unlock(&bdev_lock);
 866
 867                 /*
 868                  * If this was the last claim, remove holder link and
 869                  * unblock evpoll if it was a write holder.
 870                  */
 871                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
 872                         disk_unblock_events(disk);
 873                         bdev->bd_write_holder = false;
 874                 }
 875         }
 876
 877         /*
 878          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
 879          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
 880          * from userland - e.g. eject(1).
 881          */
 882         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
 883
 884         if (bdev_is_partition(bdev))
 885                 blkdev_put_part(bdev, mode);
 886         else
 887                 blkdev_put_whole(bdev, mode);
 888         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 889
 890         module_put(disk->fops->owner);
 891         blkdev_put_no_open(bdev);
 892 }
 893 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
 894
 895 /**
 896  * lookup_bdev() - Look up a struct block_device by name.
 897  * @pathname: Name of the block device in the filesystem.
 898  * @dev: Pointer to the block device's dev_t, if found.
 899  *
 900  * Lookup the block device's dev_t at @pathname in the current
 901  * namespace if possible and return it in @dev.
 902  *
 903  * Context: May sleep.
 904  * Return: 0 if succeeded, negative errno otherwise.
 905  */
 906 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
 907 {
 908         struct inode *inode;
 909         struct path path;
 910         int error;
 911
 912         if (!pathname || !*pathname)
 913                 return -EINVAL;
 914
 915         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
 916         if (error)
 917                 return error;
 918
 919         inode = d_backing_inode(path.dentry);
 920         error = -ENOTBLK;
 921         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
 922                 goto out_path_put;
 923         error = -EACCES;
 924         if (!may_open_dev(&path))
 925                 goto out_path_put;
 926
 927         *dev = inode->i_rdev;
 928         error = 0;
 929 out_path_put:
 930         path_put(&path);
 931         return error;
 932 }
 933 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
 934
 935 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 936 {
 937         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 938         int res = 0;
 939
 940         if (sb) {
 941                 /*
 942                  * no need to lock the super, get_super holds the
 943                  * read mutex so the filesystem cannot go away
 944                  * under us (->put_super runs with the write lock
 945                  * hold).
 946                  */
 947                 shrink_dcache_sb(sb);
 948                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
 949                 drop_super(sb);
 950         }
 951         invalidate_bdev(bdev);
 952         return res;
 953 }
 954 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
 955
 956 void sync_bdevs(bool wait)
 957 {
 958         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
 959
 960         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 961         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
 962                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 963                 struct block_device *bdev;
 964
 965                 spin_lock(&inode->i_lock);
 966                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
 967                     mapping->nrpages == 0) {
 968                         spin_unlock(&inode->i_lock);
 969                         continue;
 970                 }
 971                 __iget(inode);
 972                 spin_unlock(&inode->i_lock);
 973                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 974                 /*
 975                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
 976                  * removed from s_inodes list while we dropped the
 977                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
 978                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
 979                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
 980                  * later.
 981                  */
 982                 iput(old_inode);
 983                 old_inode = inode;
 984                 bdev = I_BDEV(inode);
 985
 986                 mutex_lock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
 987                 if (!atomic_read(&bdev->bd_openers)) {
 988                         ; /* skip */
 989                 } else if (wait) {
 990                         /*
 991                          * We keep the error status of individual mapping so
 992                          * that applications can catch the writeback error using
 993                          * fsync(2). See filemap_fdatawait_keep_errors() for
 994                          * details.
 995                          */
 996                         filemap_fdatawait_keep_errors(inode->i_mapping);
 997                 } else {
 998                         filemap_fdatawrite(inode->i_mapping);
 999                 }
1000                 mutex_unlock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1001
1002                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1003         }
1004         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1005         iput(old_inode);
1006 }
1007
1008 /*
1009  * Handle STATX_DIOALIGN for block devices.
1010  *
1011  * Note that the inode passed to this is the inode of a block device node file,
1012  * not the block device's internal inode.  Therefore it is *not* valid to use
1013  * I_BDEV() here; the block device has to be looked up by i_rdev instead.
1014  */
1015 void bdev_statx_dioalign(struct inode *inode, struct kstat *stat)
1016 {
1017         struct block_device *bdev;
1018
1019         bdev = blkdev_get_no_open(inode->i_rdev);
1020         if (!bdev)
1021                 return;
1022
1023         stat->dio_mem_align = bdev_dma_alignment(bdev) + 1;
1024         stat->dio_offset_align = bdev_logical_block_size(bdev);
1025         stat->result_mask |= STATX_DIOALIGN;
1026
1027         blkdev_put_no_open(bdev);
1028 }