Merge tag 'ceph-for-5.15-rc1' of git://github.com/ceph/ceph-client
[platform/kernel/linux-rpi.git] / block / genhd.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  *  gendisk handling
4  *
5  * Portions Copyright (C) 2020 Christoph Hellwig
6  */
7
8 #include <linux/module.h>
9 #include <linux/ctype.h>
10 #include <linux/fs.h>
11 #include <linux/genhd.h>
12 #include <linux/kdev_t.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/blkdev.h>
15 #include <linux/backing-dev.h>
16 #include <linux/init.h>
17 #include <linux/spinlock.h>
18 #include <linux/proc_fs.h>
19 #include <linux/seq_file.h>
20 #include <linux/slab.h>
21 #include <linux/kmod.h>
22 #include <linux/mutex.h>
23 #include <linux/idr.h>
24 #include <linux/log2.h>
25 #include <linux/pm_runtime.h>
26 #include <linux/badblocks.h>
27
28 #include "blk.h"
29
30 static struct kobject *block_depr;
31
32 /*
33  * Unique, monotonically increasing sequential number associated with block
34  * devices instances (i.e. incremented each time a device is attached).
35  * Associating uevents with block devices in userspace is difficult and racy:
36  * the uevent netlink socket is lossy, and on slow and overloaded systems has
37  * a very high latency.
38  * Block devices do not have exclusive owners in userspace, any process can set
39  * one up (e.g. loop devices). Moreover, device names can be reused (e.g. loop0
40  * can be reused again and again).
41  * A userspace process setting up a block device and watching for its events
42  * cannot thus reliably tell whether an event relates to the device it just set
43  * up or another earlier instance with the same name.
44  * This sequential number allows userspace processes to solve this problem, and
45  * uniquely associate an uevent to the lifetime to a device.
46  */
47 static atomic64_t diskseq;
48
49 /* for extended dynamic devt allocation, currently only one major is used */
50 #define NR_EXT_DEVT             (1 << MINORBITS)
51 static DEFINE_IDA(ext_devt_ida);
52
53 void set_capacity(struct gendisk *disk, sector_t sectors)
54 {
55         struct block_device *bdev = disk->part0;
56
57         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
58         i_size_write(bdev->bd_inode, (loff_t)sectors << SECTOR_SHIFT);
59         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
60 }
61 EXPORT_SYMBOL(set_capacity);
62
63 /*
64  * Set disk capacity and notify if the size is not currently zero and will not
65  * be set to zero.  Returns true if a uevent was sent, otherwise false.
66  */
67 bool set_capacity_and_notify(struct gendisk *disk, sector_t size)
68 {
69         sector_t capacity = get_capacity(disk);
70         char *envp[] = { "RESIZE=1", NULL };
71
72         set_capacity(disk, size);
73
74         /*
75          * Only print a message and send a uevent if the gendisk is user visible
76          * and alive.  This avoids spamming the log and udev when setting the
77          * initial capacity during probing.
78          */
79         if (size == capacity ||
80             !disk_live(disk) ||
81             (disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN))
82                 return false;
83
84         pr_info("%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
85                 disk->disk_name, capacity, size);
86
87         /*
88          * Historically we did not send a uevent for changes to/from an empty
89          * device.
90          */
91         if (!capacity || !size)
92                 return false;
93         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
94         return true;
95 }
96 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_capacity_and_notify);
97
98 /*
99  * Format the device name of the indicated block device into the supplied buffer
100  * and return a pointer to that same buffer for convenience.
101  *
102  * Note: do not use this in new code, use the %pg specifier to sprintf and
103  * printk insted.
104  */
105 const char *bdevname(struct block_device *bdev, char *buf)
106 {
107         struct gendisk *hd = bdev->bd_disk;
108         int partno = bdev->bd_partno;
109
110         if (!partno)
111                 snprintf(buf, BDEVNAME_SIZE, "%s", hd->disk_name);
112         else if (isdigit(hd->disk_name[strlen(hd->disk_name)-1]))
113                 snprintf(buf, BDEVNAME_SIZE, "%sp%d", hd->disk_name, partno);
114         else
115                 snprintf(buf, BDEVNAME_SIZE, "%s%d", hd->disk_name, partno);
116
117         return buf;
118 }
119 EXPORT_SYMBOL(bdevname);
120
121 static void part_stat_read_all(struct block_device *part,
122                 struct disk_stats *stat)
123 {
124         int cpu;
125
126         memset(stat, 0, sizeof(struct disk_stats));
127         for_each_possible_cpu(cpu) {
128                 struct disk_stats *ptr = per_cpu_ptr(part->bd_stats, cpu);
129                 int group;
130
131                 for (group = 0; group < NR_STAT_GROUPS; group++) {
132                         stat->nsecs[group] += ptr->nsecs[group];
133                         stat->sectors[group] += ptr->sectors[group];
134                         stat->ios[group] += ptr->ios[group];
135                         stat->merges[group] += ptr->merges[group];
136                 }
137
138                 stat->io_ticks += ptr->io_ticks;
139         }
140 }
141
142 static unsigned int part_in_flight(struct block_device *part)
143 {
144         unsigned int inflight = 0;
145         int cpu;
146
147         for_each_possible_cpu(cpu) {
148                 inflight += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[0], cpu) +
149                             part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[1], cpu);
150         }
151         if ((int)inflight < 0)
152                 inflight = 0;
153
154         return inflight;
155 }
156
157 static void part_in_flight_rw(struct block_device *part,
158                 unsigned int inflight[2])
159 {
160         int cpu;
161
162         inflight[0] = 0;
163         inflight[1] = 0;
164         for_each_possible_cpu(cpu) {
165                 inflight[0] += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[0], cpu);
166                 inflight[1] += part_stat_local_read_cpu(part, in_flight[1], cpu);
167         }
168         if ((int)inflight[0] < 0)
169                 inflight[0] = 0;
170         if ((int)inflight[1] < 0)
171                 inflight[1] = 0;
172 }
173
174 /*
175  * Can be deleted altogether. Later.
176  *
177  */
178 #define BLKDEV_MAJOR_HASH_SIZE 255
179 static struct blk_major_name {
180         struct blk_major_name *next;
181         int major;
182         char name[16];
183         void (*probe)(dev_t devt);
184 } *major_names[BLKDEV_MAJOR_HASH_SIZE];
185 static DEFINE_MUTEX(major_names_lock);
186
187 /* index in the above - for now: assume no multimajor ranges */
188 static inline int major_to_index(unsigned major)
189 {
190         return major % BLKDEV_MAJOR_HASH_SIZE;
191 }
192
193 #ifdef CONFIG_PROC_FS
194 void blkdev_show(struct seq_file *seqf, off_t offset)
195 {
196         struct blk_major_name *dp;
197
198         mutex_lock(&major_names_lock);
199         for (dp = major_names[major_to_index(offset)]; dp; dp = dp->next)
200                 if (dp->major == offset)
201                         seq_printf(seqf, "%3d %s\n", dp->major, dp->name);
202         mutex_unlock(&major_names_lock);
203 }
204 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
205
206 /**
207  * __register_blkdev - register a new block device
208  *
209  * @major: the requested major device number [1..BLKDEV_MAJOR_MAX-1]. If
210  *         @major = 0, try to allocate any unused major number.
211  * @name: the name of the new block device as a zero terminated string
212  * @probe: allback that is called on access to any minor number of @major
213  *
214  * The @name must be unique within the system.
215  *
216  * The return value depends on the @major input parameter:
217  *
218  *  - if a major device number was requested in range [1..BLKDEV_MAJOR_MAX-1]
219  *    then the function returns zero on success, or a negative error code
220  *  - if any unused major number was requested with @major = 0 parameter
221  *    then the return value is the allocated major number in range
222  *    [1..BLKDEV_MAJOR_MAX-1] or a negative error code otherwise
223  *
224  * See Documentation/admin-guide/devices.txt for the list of allocated
225  * major numbers.
226  *
227  * Use register_blkdev instead for any new code.
228  */
229 int __register_blkdev(unsigned int major, const char *name,
230                 void (*probe)(dev_t devt))
231 {
232         struct blk_major_name **n, *p;
233         int index, ret = 0;
234
235         mutex_lock(&major_names_lock);
236
237         /* temporary */
238         if (major == 0) {
239                 for (index = ARRAY_SIZE(major_names)-1; index > 0; index--) {
240                         if (major_names[index] == NULL)
241                                 break;
242                 }
243
244                 if (index == 0) {
245                         printk("%s: failed to get major for %s\n",
246                                __func__, name);
247                         ret = -EBUSY;
248                         goto out;
249                 }
250                 major = index;
251                 ret = major;
252         }
253
254         if (major >= BLKDEV_MAJOR_MAX) {
255                 pr_err("%s: major requested (%u) is greater than the maximum (%u) for %s\n",
256                        __func__, major, BLKDEV_MAJOR_MAX-1, name);
257
258                 ret = -EINVAL;
259                 goto out;
260         }
261
262         p = kmalloc(sizeof(struct blk_major_name), GFP_KERNEL);
263         if (p == NULL) {
264                 ret = -ENOMEM;
265                 goto out;
266         }
267
268         p->major = major;
269         p->probe = probe;
270         strlcpy(p->name, name, sizeof(p->name));
271         p->next = NULL;
272         index = major_to_index(major);
273
274         for (n = &major_names[index]; *n; n = &(*n)->next) {
275                 if ((*n)->major == major)
276                         break;
277         }
278         if (!*n)
279                 *n = p;
280         else
281                 ret = -EBUSY;
282
283         if (ret < 0) {
284                 printk("register_blkdev: cannot get major %u for %s\n",
285                        major, name);
286                 kfree(p);
287         }
288 out:
289         mutex_unlock(&major_names_lock);
290         return ret;
291 }
292 EXPORT_SYMBOL(__register_blkdev);
293
294 void unregister_blkdev(unsigned int major, const char *name)
295 {
296         struct blk_major_name **n;
297         struct blk_major_name *p = NULL;
298         int index = major_to_index(major);
299
300         mutex_lock(&major_names_lock);
301         for (n = &major_names[index]; *n; n = &(*n)->next)
302                 if ((*n)->major == major)
303                         break;
304         if (!*n || strcmp((*n)->name, name)) {
305                 WARN_ON(1);
306         } else {
307                 p = *n;
308                 *n = p->next;
309         }
310         mutex_unlock(&major_names_lock);
311         kfree(p);
312 }
313
314 EXPORT_SYMBOL(unregister_blkdev);
315
316 int blk_alloc_ext_minor(void)
317 {
318         int idx;
319
320         idx = ida_alloc_range(&ext_devt_ida, 0, NR_EXT_DEVT, GFP_KERNEL);
321         if (idx == -ENOSPC)
322                 return -EBUSY;
323         return idx;
324 }
325
326 void blk_free_ext_minor(unsigned int minor)
327 {
328         ida_free(&ext_devt_ida, minor);
329 }
330
331 static char *bdevt_str(dev_t devt, char *buf)
332 {
333         if (MAJOR(devt) <= 0xff && MINOR(devt) <= 0xff) {
334                 char tbuf[BDEVT_SIZE];
335                 snprintf(tbuf, BDEVT_SIZE, "%02x%02x", MAJOR(devt), MINOR(devt));
336                 snprintf(buf, BDEVT_SIZE, "%-9s", tbuf);
337         } else
338                 snprintf(buf, BDEVT_SIZE, "%03x:%05x", MAJOR(devt), MINOR(devt));
339
340         return buf;
341 }
342
343 void disk_uevent(struct gendisk *disk, enum kobject_action action)
344 {
345         struct block_device *part;
346         unsigned long idx;
347
348         rcu_read_lock();
349         xa_for_each(&disk->part_tbl, idx, part) {
350                 if (bdev_is_partition(part) && !bdev_nr_sectors(part))
351                         continue;
352                 if (!kobject_get_unless_zero(&part->bd_device.kobj))
353                         continue;
354
355                 rcu_read_unlock();
356                 kobject_uevent(bdev_kobj(part), action);
357                 put_device(&part->bd_device);
358                 rcu_read_lock();
359         }
360         rcu_read_unlock();
361 }
362 EXPORT_SYMBOL_GPL(disk_uevent);
363
364 static void disk_scan_partitions(struct gendisk *disk)
365 {
366         struct block_device *bdev;
367
368         if (!get_capacity(disk) || !disk_part_scan_enabled(disk))
369                 return;
370
371         set_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state);
372         bdev = blkdev_get_by_dev(disk_devt(disk), FMODE_READ, NULL);
373         if (!IS_ERR(bdev))
374                 blkdev_put(bdev, FMODE_READ);
375 }
376
377 /**
378  * device_add_disk - add disk information to kernel list
379  * @parent: parent device for the disk
380  * @disk: per-device partitioning information
381  * @groups: Additional per-device sysfs groups
382  *
383  * This function registers the partitioning information in @disk
384  * with the kernel.
385  */
386 int device_add_disk(struct device *parent, struct gendisk *disk,
387                      const struct attribute_group **groups)
388
389 {
390         struct device *ddev = disk_to_dev(disk);
391         int ret;
392
393         /*
394          * The disk queue should now be all set with enough information about
395          * the device for the elevator code to pick an adequate default
396          * elevator if one is needed, that is, for devices requesting queue
397          * registration.
398          */
399         elevator_init_mq(disk->queue);
400
401         /*
402          * If the driver provides an explicit major number it also must provide
403          * the number of minors numbers supported, and those will be used to
404          * setup the gendisk.
405          * Otherwise just allocate the device numbers for both the whole device
406          * and all partitions from the extended dev_t space.
407          */
408         if (disk->major) {
409                 if (WARN_ON(!disk->minors))
410                         return -EINVAL;
411
412                 if (disk->minors > DISK_MAX_PARTS) {
413                         pr_err("block: can't allocate more than %d partitions\n",
414                                 DISK_MAX_PARTS);
415                         disk->minors = DISK_MAX_PARTS;
416                 }
417         } else {
418                 if (WARN_ON(disk->minors))
419                         return -EINVAL;
420
421                 ret = blk_alloc_ext_minor();
422                 if (ret < 0)
423                         return ret;
424                 disk->major = BLOCK_EXT_MAJOR;
425                 disk->first_minor = ret;
426                 disk->flags |= GENHD_FL_EXT_DEVT;
427         }
428
429         ret = disk_alloc_events(disk);
430         if (ret)
431                 goto out_free_ext_minor;
432
433         /* delay uevents, until we scanned partition table */
434         dev_set_uevent_suppress(ddev, 1);
435
436         ddev->parent = parent;
437         ddev->groups = groups;
438         dev_set_name(ddev, "%s", disk->disk_name);
439         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN))
440                 ddev->devt = MKDEV(disk->major, disk->first_minor);
441         ret = device_add(ddev);
442         if (ret)
443                 goto out_disk_release_events;
444         if (!sysfs_deprecated) {
445                 ret = sysfs_create_link(block_depr, &ddev->kobj,
446                                         kobject_name(&ddev->kobj));
447                 if (ret)
448                         goto out_device_del;
449         }
450
451         /*
452          * avoid probable deadlock caused by allocating memory with
453          * GFP_KERNEL in runtime_resume callback of its all ancestor
454          * devices
455          */
456         pm_runtime_set_memalloc_noio(ddev, true);
457
458         ret = blk_integrity_add(disk);
459         if (ret)
460                 goto out_del_block_link;
461
462         disk->part0->bd_holder_dir =
463                 kobject_create_and_add("holders", &ddev->kobj);
464         if (!disk->part0->bd_holder_dir)
465                 goto out_del_integrity;
466         disk->slave_dir = kobject_create_and_add("slaves", &ddev->kobj);
467         if (!disk->slave_dir)
468                 goto out_put_holder_dir;
469
470         ret = bd_register_pending_holders(disk);
471         if (ret < 0)
472                 goto out_put_slave_dir;
473
474         ret = blk_register_queue(disk);
475         if (ret)
476                 goto out_put_slave_dir;
477
478         if (disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN) {
479                 /*
480                  * Don't let hidden disks show up in /proc/partitions,
481                  * and don't bother scanning for partitions either.
482                  */
483                 disk->flags |= GENHD_FL_SUPPRESS_PARTITION_INFO;
484                 disk->flags |= GENHD_FL_NO_PART_SCAN;
485         } else {
486                 ret = bdi_register(disk->bdi, "%u:%u",
487                                    disk->major, disk->first_minor);
488                 if (ret)
489                         goto out_unregister_queue;
490                 bdi_set_owner(disk->bdi, ddev);
491                 ret = sysfs_create_link(&ddev->kobj,
492                                         &disk->bdi->dev->kobj, "bdi");
493                 if (ret)
494                         goto out_unregister_bdi;
495
496                 bdev_add(disk->part0, ddev->devt);
497                 disk_scan_partitions(disk);
498
499                 /*
500                  * Announce the disk and partitions after all partitions are
501                  * created. (for hidden disks uevents remain suppressed forever)
502                  */
503                 dev_set_uevent_suppress(ddev, 0);
504                 disk_uevent(disk, KOBJ_ADD);
505         }
506
507         disk_update_readahead(disk);
508         disk_add_events(disk);
509         return 0;
510
511 out_unregister_bdi:
512         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN))
513                 bdi_unregister(disk->bdi);
514 out_unregister_queue:
515         blk_unregister_queue(disk);
516 out_put_slave_dir:
517         kobject_put(disk->slave_dir);
518 out_put_holder_dir:
519         kobject_put(disk->part0->bd_holder_dir);
520 out_del_integrity:
521         blk_integrity_del(disk);
522 out_del_block_link:
523         if (!sysfs_deprecated)
524                 sysfs_remove_link(block_depr, dev_name(ddev));
525 out_device_del:
526         device_del(ddev);
527 out_disk_release_events:
528         disk_release_events(disk);
529 out_free_ext_minor:
530         if (disk->major == BLOCK_EXT_MAJOR)
531                 blk_free_ext_minor(disk->first_minor);
532         return WARN_ON_ONCE(ret); /* keep until all callers handle errors */
533 }
534 EXPORT_SYMBOL(device_add_disk);
535
536 /**
537  * del_gendisk - remove the gendisk
538  * @disk: the struct gendisk to remove
539  *
540  * Removes the gendisk and all its associated resources. This deletes the
541  * partitions associated with the gendisk, and unregisters the associated
542  * request_queue.
543  *
544  * This is the counter to the respective __device_add_disk() call.
545  *
546  * The final removal of the struct gendisk happens when its refcount reaches 0
547  * with put_disk(), which should be called after del_gendisk(), if
548  * __device_add_disk() was used.
549  *
550  * Drivers exist which depend on the release of the gendisk to be synchronous,
551  * it should not be deferred.
552  *
553  * Context: can sleep
554  */
555 void del_gendisk(struct gendisk *disk)
556 {
557         might_sleep();
558
559         if (WARN_ON_ONCE(!disk_live(disk) && !(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)))
560                 return;
561
562         blk_integrity_del(disk);
563         disk_del_events(disk);
564
565         mutex_lock(&disk->open_mutex);
566         remove_inode_hash(disk->part0->bd_inode);
567         blk_drop_partitions(disk);
568         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
569
570         fsync_bdev(disk->part0);
571         __invalidate_device(disk->part0, true);
572
573         set_capacity(disk, 0);
574
575         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)) {
576                 sysfs_remove_link(&disk_to_dev(disk)->kobj, "bdi");
577
578                 /*
579                  * Unregister bdi before releasing device numbers (as they can
580                  * get reused and we'd get clashes in sysfs).
581                  */
582                 bdi_unregister(disk->bdi);
583         }
584
585         blk_unregister_queue(disk);
586
587         kobject_put(disk->part0->bd_holder_dir);
588         kobject_put(disk->slave_dir);
589
590         part_stat_set_all(disk->part0, 0);
591         disk->part0->bd_stamp = 0;
592         if (!sysfs_deprecated)
593                 sysfs_remove_link(block_depr, dev_name(disk_to_dev(disk)));
594         pm_runtime_set_memalloc_noio(disk_to_dev(disk), false);
595         device_del(disk_to_dev(disk));
596 }
597 EXPORT_SYMBOL(del_gendisk);
598
599 /* sysfs access to bad-blocks list. */
600 static ssize_t disk_badblocks_show(struct device *dev,
601                                         struct device_attribute *attr,
602                                         char *page)
603 {
604         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
605
606         if (!disk->bb)
607                 return sprintf(page, "\n");
608
609         return badblocks_show(disk->bb, page, 0);
610 }
611
612 static ssize_t disk_badblocks_store(struct device *dev,
613                                         struct device_attribute *attr,
614                                         const char *page, size_t len)
615 {
616         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
617
618         if (!disk->bb)
619                 return -ENXIO;
620
621         return badblocks_store(disk->bb, page, len, 0);
622 }
623
624 void blk_request_module(dev_t devt)
625 {
626         unsigned int major = MAJOR(devt);
627         struct blk_major_name **n;
628
629         mutex_lock(&major_names_lock);
630         for (n = &major_names[major_to_index(major)]; *n; n = &(*n)->next) {
631                 if ((*n)->major == major && (*n)->probe) {
632                         (*n)->probe(devt);
633                         mutex_unlock(&major_names_lock);
634                         return;
635                 }
636         }
637         mutex_unlock(&major_names_lock);
638
639         if (request_module("block-major-%d-%d", MAJOR(devt), MINOR(devt)) > 0)
640                 /* Make old-style 2.4 aliases work */
641                 request_module("block-major-%d", MAJOR(devt));
642 }
643
644 /*
645  * print a full list of all partitions - intended for places where the root
646  * filesystem can't be mounted and thus to give the victim some idea of what
647  * went wrong
648  */
649 void __init printk_all_partitions(void)
650 {
651         struct class_dev_iter iter;
652         struct device *dev;
653
654         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
655         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
656                 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
657                 struct block_device *part;
658                 char devt_buf[BDEVT_SIZE];
659                 unsigned long idx;
660
661                 /*
662                  * Don't show empty devices or things that have been
663                  * suppressed
664                  */
665                 if (get_capacity(disk) == 0 ||
666                     (disk->flags & GENHD_FL_SUPPRESS_PARTITION_INFO))
667                         continue;
668
669                 /*
670                  * Note, unlike /proc/partitions, I am showing the numbers in
671                  * hex - the same format as the root= option takes.
672                  */
673                 rcu_read_lock();
674                 xa_for_each(&disk->part_tbl, idx, part) {
675                         if (!bdev_nr_sectors(part))
676                                 continue;
677                         printk("%s%s %10llu %pg %s",
678                                bdev_is_partition(part) ? "  " : "",
679                                bdevt_str(part->bd_dev, devt_buf),
680                                bdev_nr_sectors(part) >> 1, part,
681                                part->bd_meta_info ?
682                                         part->bd_meta_info->uuid : "");
683                         if (bdev_is_partition(part))
684                                 printk("\n");
685                         else if (dev->parent && dev->parent->driver)
686                                 printk(" driver: %s\n",
687                                         dev->parent->driver->name);
688                         else
689                                 printk(" (driver?)\n");
690                 }
691                 rcu_read_unlock();
692         }
693         class_dev_iter_exit(&iter);
694 }
695
696 #ifdef CONFIG_PROC_FS
697 /* iterator */
698 static void *disk_seqf_start(struct seq_file *seqf, loff_t *pos)
699 {
700         loff_t skip = *pos;
701         struct class_dev_iter *iter;
702         struct device *dev;
703
704         iter = kmalloc(sizeof(*iter), GFP_KERNEL);
705         if (!iter)
706                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
707
708         seqf->private = iter;
709         class_dev_iter_init(iter, &block_class, NULL, &disk_type);
710         do {
711                 dev = class_dev_iter_next(iter);
712                 if (!dev)
713                         return NULL;
714         } while (skip--);
715
716         return dev_to_disk(dev);
717 }
718
719 static void *disk_seqf_next(struct seq_file *seqf, void *v, loff_t *pos)
720 {
721         struct device *dev;
722
723         (*pos)++;
724         dev = class_dev_iter_next(seqf->private);
725         if (dev)
726                 return dev_to_disk(dev);
727
728         return NULL;
729 }
730
731 static void disk_seqf_stop(struct seq_file *seqf, void *v)
732 {
733         struct class_dev_iter *iter = seqf->private;
734
735         /* stop is called even after start failed :-( */
736         if (iter) {
737                 class_dev_iter_exit(iter);
738                 kfree(iter);
739                 seqf->private = NULL;
740         }
741 }
742
743 static void *show_partition_start(struct seq_file *seqf, loff_t *pos)
744 {
745         void *p;
746
747         p = disk_seqf_start(seqf, pos);
748         if (!IS_ERR_OR_NULL(p) && !*pos)
749                 seq_puts(seqf, "major minor  #blocks  name\n\n");
750         return p;
751 }
752
753 static int show_partition(struct seq_file *seqf, void *v)
754 {
755         struct gendisk *sgp = v;
756         struct block_device *part;
757         unsigned long idx;
758
759         /* Don't show non-partitionable removeable devices or empty devices */
760         if (!get_capacity(sgp) || (!disk_max_parts(sgp) &&
761                                    (sgp->flags & GENHD_FL_REMOVABLE)))
762                 return 0;
763         if (sgp->flags & GENHD_FL_SUPPRESS_PARTITION_INFO)
764                 return 0;
765
766         rcu_read_lock();
767         xa_for_each(&sgp->part_tbl, idx, part) {
768                 if (!bdev_nr_sectors(part))
769                         continue;
770                 seq_printf(seqf, "%4d  %7d %10llu %pg\n",
771                            MAJOR(part->bd_dev), MINOR(part->bd_dev),
772                            bdev_nr_sectors(part) >> 1, part);
773         }
774         rcu_read_unlock();
775         return 0;
776 }
777
778 static const struct seq_operations partitions_op = {
779         .start  = show_partition_start,
780         .next   = disk_seqf_next,
781         .stop   = disk_seqf_stop,
782         .show   = show_partition
783 };
784 #endif
785
786 static int __init genhd_device_init(void)
787 {
788         int error;
789
790         block_class.dev_kobj = sysfs_dev_block_kobj;
791         error = class_register(&block_class);
792         if (unlikely(error))
793                 return error;
794         blk_dev_init();
795
796         register_blkdev(BLOCK_EXT_MAJOR, "blkext");
797
798         /* create top-level block dir */
799         if (!sysfs_deprecated)
800                 block_depr = kobject_create_and_add("block", NULL);
801         return 0;
802 }
803
804 subsys_initcall(genhd_device_init);
805
806 static ssize_t disk_range_show(struct device *dev,
807                                struct device_attribute *attr, char *buf)
808 {
809         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
810
811         return sprintf(buf, "%d\n", disk->minors);
812 }
813
814 static ssize_t disk_ext_range_show(struct device *dev,
815                                    struct device_attribute *attr, char *buf)
816 {
817         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
818
819         return sprintf(buf, "%d\n", disk_max_parts(disk));
820 }
821
822 static ssize_t disk_removable_show(struct device *dev,
823                                    struct device_attribute *attr, char *buf)
824 {
825         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
826
827         return sprintf(buf, "%d\n",
828                        (disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE ? 1 : 0));
829 }
830
831 static ssize_t disk_hidden_show(struct device *dev,
832                                    struct device_attribute *attr, char *buf)
833 {
834         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
835
836         return sprintf(buf, "%d\n",
837                        (disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN ? 1 : 0));
838 }
839
840 static ssize_t disk_ro_show(struct device *dev,
841                                    struct device_attribute *attr, char *buf)
842 {
843         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
844
845         return sprintf(buf, "%d\n", get_disk_ro(disk) ? 1 : 0);
846 }
847
848 ssize_t part_size_show(struct device *dev,
849                        struct device_attribute *attr, char *buf)
850 {
851         return sprintf(buf, "%llu\n", bdev_nr_sectors(dev_to_bdev(dev)));
852 }
853
854 ssize_t part_stat_show(struct device *dev,
855                        struct device_attribute *attr, char *buf)
856 {
857         struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
858         struct request_queue *q = bdev->bd_disk->queue;
859         struct disk_stats stat;
860         unsigned int inflight;
861
862         part_stat_read_all(bdev, &stat);
863         if (queue_is_mq(q))
864                 inflight = blk_mq_in_flight(q, bdev);
865         else
866                 inflight = part_in_flight(bdev);
867
868         return sprintf(buf,
869                 "%8lu %8lu %8llu %8u "
870                 "%8lu %8lu %8llu %8u "
871                 "%8u %8u %8u "
872                 "%8lu %8lu %8llu %8u "
873                 "%8lu %8u"
874                 "\n",
875                 stat.ios[STAT_READ],
876                 stat.merges[STAT_READ],
877                 (unsigned long long)stat.sectors[STAT_READ],
878                 (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_READ], NSEC_PER_MSEC),
879                 stat.ios[STAT_WRITE],
880                 stat.merges[STAT_WRITE],
881                 (unsigned long long)stat.sectors[STAT_WRITE],
882                 (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_WRITE], NSEC_PER_MSEC),
883                 inflight,
884                 jiffies_to_msecs(stat.io_ticks),
885                 (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_READ] +
886                                       stat.nsecs[STAT_WRITE] +
887                                       stat.nsecs[STAT_DISCARD] +
888                                       stat.nsecs[STAT_FLUSH],
889                                                 NSEC_PER_MSEC),
890                 stat.ios[STAT_DISCARD],
891                 stat.merges[STAT_DISCARD],
892                 (unsigned long long)stat.sectors[STAT_DISCARD],
893                 (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_DISCARD], NSEC_PER_MSEC),
894                 stat.ios[STAT_FLUSH],
895                 (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_FLUSH], NSEC_PER_MSEC));
896 }
897
898 ssize_t part_inflight_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
899                            char *buf)
900 {
901         struct block_device *bdev = dev_to_bdev(dev);
902         struct request_queue *q = bdev->bd_disk->queue;
903         unsigned int inflight[2];
904
905         if (queue_is_mq(q))
906                 blk_mq_in_flight_rw(q, bdev, inflight);
907         else
908                 part_in_flight_rw(bdev, inflight);
909
910         return sprintf(buf, "%8u %8u\n", inflight[0], inflight[1]);
911 }
912
913 static ssize_t disk_capability_show(struct device *dev,
914                                     struct device_attribute *attr, char *buf)
915 {
916         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
917
918         return sprintf(buf, "%x\n", disk->flags);
919 }
920
921 static ssize_t disk_alignment_offset_show(struct device *dev,
922                                           struct device_attribute *attr,
923                                           char *buf)
924 {
925         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
926
927         return sprintf(buf, "%d\n", queue_alignment_offset(disk->queue));
928 }
929
930 static ssize_t disk_discard_alignment_show(struct device *dev,
931                                            struct device_attribute *attr,
932                                            char *buf)
933 {
934         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
935
936         return sprintf(buf, "%d\n", queue_discard_alignment(disk->queue));
937 }
938
939 static ssize_t diskseq_show(struct device *dev,
940                             struct device_attribute *attr, char *buf)
941 {
942         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
943
944         return sprintf(buf, "%llu\n", disk->diskseq);
945 }
946
947 static DEVICE_ATTR(range, 0444, disk_range_show, NULL);
948 static DEVICE_ATTR(ext_range, 0444, disk_ext_range_show, NULL);
949 static DEVICE_ATTR(removable, 0444, disk_removable_show, NULL);
950 static DEVICE_ATTR(hidden, 0444, disk_hidden_show, NULL);
951 static DEVICE_ATTR(ro, 0444, disk_ro_show, NULL);
952 static DEVICE_ATTR(size, 0444, part_size_show, NULL);
953 static DEVICE_ATTR(alignment_offset, 0444, disk_alignment_offset_show, NULL);
954 static DEVICE_ATTR(discard_alignment, 0444, disk_discard_alignment_show, NULL);
955 static DEVICE_ATTR(capability, 0444, disk_capability_show, NULL);
956 static DEVICE_ATTR(stat, 0444, part_stat_show, NULL);
957 static DEVICE_ATTR(inflight, 0444, part_inflight_show, NULL);
958 static DEVICE_ATTR(badblocks, 0644, disk_badblocks_show, disk_badblocks_store);
959 static DEVICE_ATTR(diskseq, 0444, diskseq_show, NULL);
960
961 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
962 ssize_t part_fail_show(struct device *dev,
963                        struct device_attribute *attr, char *buf)
964 {
965         return sprintf(buf, "%d\n", dev_to_bdev(dev)->bd_make_it_fail);
966 }
967
968 ssize_t part_fail_store(struct device *dev,
969                         struct device_attribute *attr,
970                         const char *buf, size_t count)
971 {
972         int i;
973
974         if (count > 0 && sscanf(buf, "%d", &i) > 0)
975                 dev_to_bdev(dev)->bd_make_it_fail = i;
976
977         return count;
978 }
979
980 static struct device_attribute dev_attr_fail =
981         __ATTR(make-it-fail, 0644, part_fail_show, part_fail_store);
982 #endif /* CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST */
983
984 #ifdef CONFIG_FAIL_IO_TIMEOUT
985 static struct device_attribute dev_attr_fail_timeout =
986         __ATTR(io-timeout-fail, 0644, part_timeout_show, part_timeout_store);
987 #endif
988
989 static struct attribute *disk_attrs[] = {
990         &dev_attr_range.attr,
991         &dev_attr_ext_range.attr,
992         &dev_attr_removable.attr,
993         &dev_attr_hidden.attr,
994         &dev_attr_ro.attr,
995         &dev_attr_size.attr,
996         &dev_attr_alignment_offset.attr,
997         &dev_attr_discard_alignment.attr,
998         &dev_attr_capability.attr,
999         &dev_attr_stat.attr,
1000         &dev_attr_inflight.attr,
1001         &dev_attr_badblocks.attr,
1002         &dev_attr_events.attr,
1003         &dev_attr_events_async.attr,
1004         &dev_attr_events_poll_msecs.attr,
1005         &dev_attr_diskseq.attr,
1006 #ifdef CONFIG_FAIL_MAKE_REQUEST
1007         &dev_attr_fail.attr,
1008 #endif
1009 #ifdef CONFIG_FAIL_IO_TIMEOUT
1010         &dev_attr_fail_timeout.attr,
1011 #endif
1012         NULL
1013 };
1014
1015 static umode_t disk_visible(struct kobject *kobj, struct attribute *a, int n)
1016 {
1017         struct device *dev = container_of(kobj, typeof(*dev), kobj);
1018         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
1019
1020         if (a == &dev_attr_badblocks.attr && !disk->bb)
1021                 return 0;
1022         return a->mode;
1023 }
1024
1025 static struct attribute_group disk_attr_group = {
1026         .attrs = disk_attrs,
1027         .is_visible = disk_visible,
1028 };
1029
1030 static const struct attribute_group *disk_attr_groups[] = {
1031         &disk_attr_group,
1032         NULL
1033 };
1034
1035 /**
1036  * disk_release - releases all allocated resources of the gendisk
1037  * @dev: the device representing this disk
1038  *
1039  * This function releases all allocated resources of the gendisk.
1040  *
1041  * Drivers which used __device_add_disk() have a gendisk with a request_queue
1042  * assigned. Since the request_queue sits on top of the gendisk for these
1043  * drivers we also call blk_put_queue() for them, and we expect the
1044  * request_queue refcount to reach 0 at this point, and so the request_queue
1045  * will also be freed prior to the disk.
1046  *
1047  * Context: can sleep
1048  */
1049 static void disk_release(struct device *dev)
1050 {
1051         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
1052
1053         might_sleep();
1054
1055         disk_release_events(disk);
1056         kfree(disk->random);
1057         xa_destroy(&disk->part_tbl);
1058         disk->queue->disk = NULL;
1059         blk_put_queue(disk->queue);
1060         iput(disk->part0->bd_inode);    /* frees the disk */
1061 }
1062
1063 static int block_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)
1064 {
1065         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
1066
1067         return add_uevent_var(env, "DISKSEQ=%llu", disk->diskseq);
1068 }
1069
1070 struct class block_class = {
1071         .name           = "block",
1072         .dev_uevent     = block_uevent,
1073 };
1074
1075 static char *block_devnode(struct device *dev, umode_t *mode,
1076                            kuid_t *uid, kgid_t *gid)
1077 {
1078         struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
1079
1080         if (disk->fops->devnode)
1081                 return disk->fops->devnode(disk, mode);
1082         return NULL;
1083 }
1084
1085 const struct device_type disk_type = {
1086         .name           = "disk",
1087         .groups         = disk_attr_groups,
1088         .release        = disk_release,
1089         .devnode        = block_devnode,
1090 };
1091
1092 #ifdef CONFIG_PROC_FS
1093 /*
1094  * aggregate disk stat collector.  Uses the same stats that the sysfs
1095  * entries do, above, but makes them available through one seq_file.
1096  *
1097  * The output looks suspiciously like /proc/partitions with a bunch of
1098  * extra fields.
1099  */
1100 static int diskstats_show(struct seq_file *seqf, void *v)
1101 {
1102         struct gendisk *gp = v;
1103         struct block_device *hd;
1104         unsigned int inflight;
1105         struct disk_stats stat;
1106         unsigned long idx;
1107
1108         /*
1109         if (&disk_to_dev(gp)->kobj.entry == block_class.devices.next)
1110                 seq_puts(seqf,  "major minor name"
1111                                 "     rio rmerge rsect ruse wio wmerge "
1112                                 "wsect wuse running use aveq"
1113                                 "\n\n");
1114         */
1115
1116         rcu_read_lock();
1117         xa_for_each(&gp->part_tbl, idx, hd) {
1118                 if (bdev_is_partition(hd) && !bdev_nr_sectors(hd))
1119                         continue;
1120                 part_stat_read_all(hd, &stat);
1121                 if (queue_is_mq(gp->queue))
1122                         inflight = blk_mq_in_flight(gp->queue, hd);
1123                 else
1124                         inflight = part_in_flight(hd);
1125
1126                 seq_printf(seqf, "%4d %7d %pg "
1127                            "%lu %lu %lu %u "
1128                            "%lu %lu %lu %u "
1129                            "%u %u %u "
1130                            "%lu %lu %lu %u "
1131                            "%lu %u"
1132                            "\n",
1133                            MAJOR(hd->bd_dev), MINOR(hd->bd_dev), hd,
1134                            stat.ios[STAT_READ],
1135                            stat.merges[STAT_READ],
1136                            stat.sectors[STAT_READ],
1137                            (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_READ],
1138                                                         NSEC_PER_MSEC),
1139                            stat.ios[STAT_WRITE],
1140                            stat.merges[STAT_WRITE],
1141                            stat.sectors[STAT_WRITE],
1142                            (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_WRITE],
1143                                                         NSEC_PER_MSEC),
1144                            inflight,
1145                            jiffies_to_msecs(stat.io_ticks),
1146                            (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_READ] +
1147                                                  stat.nsecs[STAT_WRITE] +
1148                                                  stat.nsecs[STAT_DISCARD] +
1149                                                  stat.nsecs[STAT_FLUSH],
1150                                                         NSEC_PER_MSEC),
1151                            stat.ios[STAT_DISCARD],
1152                            stat.merges[STAT_DISCARD],
1153                            stat.sectors[STAT_DISCARD],
1154                            (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_DISCARD],
1155                                                  NSEC_PER_MSEC),
1156                            stat.ios[STAT_FLUSH],
1157                            (unsigned int)div_u64(stat.nsecs[STAT_FLUSH],
1158                                                  NSEC_PER_MSEC)
1159                         );
1160         }
1161         rcu_read_unlock();
1162
1163         return 0;
1164 }
1165
1166 static const struct seq_operations diskstats_op = {
1167         .start  = disk_seqf_start,
1168         .next   = disk_seqf_next,
1169         .stop   = disk_seqf_stop,
1170         .show   = diskstats_show
1171 };
1172
1173 static int __init proc_genhd_init(void)
1174 {
1175         proc_create_seq("diskstats", 0, NULL, &diskstats_op);
1176         proc_create_seq("partitions", 0, NULL, &partitions_op);
1177         return 0;
1178 }
1179 module_init(proc_genhd_init);
1180 #endif /* CONFIG_PROC_FS */
1181
1182 dev_t part_devt(struct gendisk *disk, u8 partno)
1183 {
1184         struct block_device *part;
1185         dev_t devt = 0;
1186
1187         rcu_read_lock();
1188         part = xa_load(&disk->part_tbl, partno);
1189         if (part)
1190                 devt = part->bd_dev;
1191         rcu_read_unlock();
1192
1193         return devt;
1194 }
1195
1196 dev_t blk_lookup_devt(const char *name, int partno)
1197 {
1198         dev_t devt = MKDEV(0, 0);
1199         struct class_dev_iter iter;
1200         struct device *dev;
1201
1202         class_dev_iter_init(&iter, &block_class, NULL, &disk_type);
1203         while ((dev = class_dev_iter_next(&iter))) {
1204                 struct gendisk *disk = dev_to_disk(dev);
1205
1206                 if (strcmp(dev_name(dev), name))
1207                         continue;
1208
1209                 if (partno < disk->minors) {
1210                         /* We need to return the right devno, even
1211                          * if the partition doesn't exist yet.
1212                          */
1213                         devt = MKDEV(MAJOR(dev->devt),
1214                                      MINOR(dev->devt) + partno);
1215                 } else {
1216                         devt = part_devt(disk, partno);
1217                         if (devt)
1218                                 break;
1219                 }
1220         }
1221         class_dev_iter_exit(&iter);
1222         return devt;
1223 }
1224
1225 struct gendisk *__alloc_disk_node(struct request_queue *q, int node_id,
1226                 struct lock_class_key *lkclass)
1227 {
1228         struct gendisk *disk;
1229
1230         if (!blk_get_queue(q))
1231                 return NULL;
1232
1233         disk = kzalloc_node(sizeof(struct gendisk), GFP_KERNEL, node_id);
1234         if (!disk)
1235                 goto out_put_queue;
1236
1237         disk->bdi = bdi_alloc(node_id);
1238         if (!disk->bdi)
1239                 goto out_free_disk;
1240
1241         disk->part0 = bdev_alloc(disk, 0);
1242         if (!disk->part0)
1243                 goto out_free_bdi;
1244
1245         disk->node_id = node_id;
1246         mutex_init(&disk->open_mutex);
1247         xa_init(&disk->part_tbl);
1248         if (xa_insert(&disk->part_tbl, 0, disk->part0, GFP_KERNEL))
1249                 goto out_destroy_part_tbl;
1250
1251         rand_initialize_disk(disk);
1252         disk_to_dev(disk)->class = &block_class;
1253         disk_to_dev(disk)->type = &disk_type;
1254         device_initialize(disk_to_dev(disk));
1255         inc_diskseq(disk);
1256         disk->queue = q;
1257         q->disk = disk;
1258         lockdep_init_map(&disk->lockdep_map, "(bio completion)", lkclass, 0);
1259 #ifdef CONFIG_BLOCK_HOLDER_DEPRECATED
1260         INIT_LIST_HEAD(&disk->slave_bdevs);
1261 #endif
1262         return disk;
1263
1264 out_destroy_part_tbl:
1265         xa_destroy(&disk->part_tbl);
1266         iput(disk->part0->bd_inode);
1267 out_free_bdi:
1268         bdi_put(disk->bdi);
1269 out_free_disk:
1270         kfree(disk);
1271 out_put_queue:
1272         blk_put_queue(q);
1273         return NULL;
1274 }
1275 EXPORT_SYMBOL(__alloc_disk_node);
1276
1277 struct gendisk *__blk_alloc_disk(int node, struct lock_class_key *lkclass)
1278 {
1279         struct request_queue *q;
1280         struct gendisk *disk;
1281
1282         q = blk_alloc_queue(node);
1283         if (!q)
1284                 return NULL;
1285
1286         disk = __alloc_disk_node(q, node, lkclass);
1287         if (!disk) {
1288                 blk_cleanup_queue(q);
1289                 return NULL;
1290         }
1291         return disk;
1292 }
1293 EXPORT_SYMBOL(__blk_alloc_disk);
1294
1295 /**
1296  * put_disk - decrements the gendisk refcount
1297  * @disk: the struct gendisk to decrement the refcount for
1298  *
1299  * This decrements the refcount for the struct gendisk. When this reaches 0
1300  * we'll have disk_release() called.
1301  *
1302  * Context: Any context, but the last reference must not be dropped from
1303  *          atomic context.
1304  */
1305 void put_disk(struct gendisk *disk)
1306 {
1307         if (disk)
1308                 put_device(disk_to_dev(disk));
1309 }
1310 EXPORT_SYMBOL(put_disk);
1311
1312 /**
1313  * blk_cleanup_disk - shutdown a gendisk allocated by blk_alloc_disk
1314  * @disk: gendisk to shutdown
1315  *
1316  * Mark the queue hanging off @disk DYING, drain all pending requests, then mark
1317  * the queue DEAD, destroy and put it and the gendisk structure.
1318  *
1319  * Context: can sleep
1320  */
1321 void blk_cleanup_disk(struct gendisk *disk)
1322 {
1323         blk_cleanup_queue(disk->queue);
1324         put_disk(disk);
1325 }
1326 EXPORT_SYMBOL(blk_cleanup_disk);
1327
1328 static void set_disk_ro_uevent(struct gendisk *gd, int ro)
1329 {
1330         char event[] = "DISK_RO=1";
1331         char *envp[] = { event, NULL };
1332
1333         if (!ro)
1334                 event[8] = '0';
1335         kobject_uevent_env(&disk_to_dev(gd)->kobj, KOBJ_CHANGE, envp);
1336 }
1337
1338 /**
1339  * set_disk_ro - set a gendisk read-only
1340  * @disk:       gendisk to operate on
1341  * @read_only:  %true to set the disk read-only, %false set the disk read/write
1342  *
1343  * This function is used to indicate whether a given disk device should have its
1344  * read-only flag set. set_disk_ro() is typically used by device drivers to
1345  * indicate whether the underlying physical device is write-protected.
1346  */
1347 void set_disk_ro(struct gendisk *disk, bool read_only)
1348 {
1349         if (read_only) {
1350                 if (test_and_set_bit(GD_READ_ONLY, &disk->state))
1351                         return;
1352         } else {
1353                 if (!test_and_clear_bit(GD_READ_ONLY, &disk->state))
1354                         return;
1355         }
1356         set_disk_ro_uevent(disk, read_only);
1357 }
1358 EXPORT_SYMBOL(set_disk_ro);
1359
1360 int bdev_read_only(struct block_device *bdev)
1361 {
1362         return bdev->bd_read_only || get_disk_ro(bdev->bd_disk);
1363 }
1364 EXPORT_SYMBOL(bdev_read_only);
1365
1366 void inc_diskseq(struct gendisk *disk)
1367 {
1368         disk->diskseq = atomic64_inc_return(&diskseq);
1369 }