fs/block_dev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  linux/fs/block_dev.c
   4  *
   5  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   6  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   7  */
   8
   9 #include <linux/init.h>
  10 #include <linux/mm.h>
  11 #include <linux/fcntl.h>
  12 #include <linux/slab.h>
  13 #include <linux/kmod.h>
  14 #include <linux/major.h>
  15 #include <linux/device_cgroup.h>
  16 #include <linux/highmem.h>
  17 #include <linux/blkdev.h>
  18 #include <linux/backing-dev.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/blkpg.h>
  21 #include <linux/magic.h>
  22 #include <linux/buffer_head.h>
  23 #include <linux/swap.h>
  24 #include <linux/pagevec.h>
  25 #include <linux/writeback.h>
  26 #include <linux/mpage.h>
  27 #include <linux/mount.h>
  28 #include <linux/pseudo_fs.h>
  29 #include <linux/uio.h>
  30 #include <linux/namei.h>
  31 #include <linux/log2.h>
  32 #include <linux/cleancache.h>
  33 #include <linux/task_io_accounting_ops.h>
  34 #include <linux/falloc.h>
  35 #include <linux/uaccess.h>
  36 #include <linux/suspend.h>
  37 #include "internal.h"
  38
  39 struct bdev_inode {
  40         struct block_device bdev;
  41         struct inode vfs_inode;
  42 };
  43
  44 static const struct address_space_operations def_blk_aops;
  45
  46 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  47 {
  48         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  49 }
  50
  51 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  52 {
  53         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  54 }
  55 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  56
  57 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  58 {
  59         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  60         int ret;
  61
  62         spin_lock(&inode->i_lock);
  63         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  64                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  65                 ret = write_inode_now(inode, true);
  66                 if (ret) {
  67                         char name[BDEVNAME_SIZE];
  68                         pr_warn_ratelimited("VFS: Dirty inode writeback failed "
  69                                             "for block device %s (err=%d).\n",
  70                                             bdevname(bdev, name), ret);
  71                 }
  72                 spin_lock(&inode->i_lock);
  73         }
  74         spin_unlock(&inode->i_lock);
  75 }
  76
  77 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  78 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  79 {
  80         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  81
  82         if (mapping->nrpages == 0 && mapping->nrexceptional == 0)
  83                 return;
  84
  85         invalidate_bh_lrus();
  86         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  87 }
  88
  89 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  90 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  91 {
  92         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  93
  94         if (mapping->nrpages) {
  95                 invalidate_bh_lrus();
  96                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  97                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  98         }
  99         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
 100          * But, for the strange corners, lets be cautious
 101          */
 102         cleancache_invalidate_inode(mapping);
 103 }
 104 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
 105
 106 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 107 {
 108         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
 109 }
 110
 111 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 112 {
 113         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 114         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 115                 return -EINVAL;
 116
 117         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 118         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 119                 return -EINVAL;
 120
 121         /* Don't change the size if it is same as current */
 122         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
 123                 sync_blockdev(bdev);
 124                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 125                 kill_bdev(bdev);
 126         }
 127         return 0;
 128 }
 129
 130 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 131
 132 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 133 {
 134         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 135                 return 0;
 136         /* If we get here, we know size is power of two
 137          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 138         sb->s_blocksize = size;
 139         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 140         return sb->s_blocksize;
 141 }
 142
 143 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 144
 145 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 146 {
 147         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 148         if (size < minsize)
 149                 size = minsize;
 150         return sb_set_blocksize(sb, size);
 151 }
 152
 153 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 154
 155 static int
 156 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
 157                 struct buffer_head *bh, int create)
 158 {
 159         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
 160         bh->b_blocknr = iblock;
 161         set_buffer_mapped(bh);
 162         return 0;
 163 }
 164
 165 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
 166 {
 167         return file->f_mapping->host;
 168 }
 169
 170 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
 171 {
 172         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
 173
 174         /* avoid the need for a I/O completion work item */
 175         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
 176                 op |= REQ_FUA;
 177         return op;
 178 }
 179
 180 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
 181
 182 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
 183 {
 184         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
 185
 186         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
 187         blk_wake_io_task(waiter);
 188 }
 189
 190 static ssize_t
 191 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
 192                 int nr_pages)
 193 {
 194         struct file *file = iocb->ki_filp;
 195         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
 196         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
 197         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 198         bool should_dirty = false;
 199         struct bio bio;
 200         ssize_t ret;
 201         blk_qc_t qc;
 202
 203         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 204             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 205                 return -EINVAL;
 206
 207         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
 208                 vecs = inline_vecs;
 209         else {
 210                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
 211                                      GFP_KERNEL);
 212                 if (!vecs)
 213                         return -ENOMEM;
 214         }
 215
 216         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
 217         bio_set_dev(&bio, bdev);
 218         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 219         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 220         bio.bi_private = current;
 221         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
 222         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 223
 224         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
 225         if (unlikely(ret))
 226                 goto out;
 227         ret = bio.bi_iter.bi_size;
 228
 229         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
 230                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
 231                 if (iter_is_iovec(iter))
 232                         should_dirty = true;
 233         } else {
 234                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 235                 task_io_account_write(ret);
 236         }
 237         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
 238                 bio_set_polled(&bio, iocb);
 239
 240         qc = submit_bio(&bio);
 241         for (;;) {
 242                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 243                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
 244                         break;
 245                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 246                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 247                         blk_io_schedule();
 248         }
 249         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 250
 251         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
 252         if (unlikely(bio.bi_status))
 253                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
 254
 255 out:
 256         if (vecs != inline_vecs)
 257                 kfree(vecs);
 258
 259         bio_uninit(&bio);
 260
 261         return ret;
 262 }
 263
 264 struct blkdev_dio {
 265         union {
 266                 struct kiocb            *iocb;
 267                 struct task_struct      *waiter;
 268         };
 269         size_t                  size;
 270         atomic_t                ref;
 271         bool                    multi_bio : 1;
 272         bool                    should_dirty : 1;
 273         bool                    is_sync : 1;
 274         struct bio              bio;
 275 };
 276
 277 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
 278
 279 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
 280 {
 281         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
 282         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
 283
 284         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
 285 }
 286
 287 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
 288 {
 289         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
 290         bool should_dirty = dio->should_dirty;
 291
 292         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
 293                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
 294
 295         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
 296                 if (!dio->is_sync) {
 297                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
 298                         ssize_t ret;
 299
 300                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
 301                                 ret = dio->size;
 302                                 iocb->ki_pos += ret;
 303                         } else {
 304                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 305                         }
 306
 307                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
 308                         if (dio->multi_bio)
 309                                 bio_put(&dio->bio);
 310                 } else {
 311                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
 312
 313                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
 314                         blk_wake_io_task(waiter);
 315                 }
 316         }
 317
 318         if (should_dirty) {
 319                 bio_check_pages_dirty(bio);
 320         } else {
 321                 bio_release_pages(bio, false);
 322                 bio_put(bio);
 323         }
 324 }
 325
 326 static ssize_t
 327 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
 328 {
 329         struct file *file = iocb->ki_filp;
 330         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
 331         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 332         struct blk_plug plug;
 333         struct blkdev_dio *dio;
 334         struct bio *bio;
 335         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
 336         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
 337         loff_t pos = iocb->ki_pos;
 338         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
 339         int ret = 0;
 340
 341         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
 342             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
 343                 return -EINVAL;
 344
 345         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
 346
 347         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
 348         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
 349         if (dio->is_sync) {
 350                 dio->waiter = current;
 351                 bio_get(bio);
 352         } else {
 353                 dio->iocb = iocb;
 354         }
 355
 356         dio->size = 0;
 357         dio->multi_bio = false;
 358         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
 359
 360         /*
 361          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
 362          * to issue
 363          */
 364         if (!is_poll)
 365                 blk_start_plug(&plug);
 366
 367         for (;;) {
 368                 bio_set_dev(bio, bdev);
 369                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
 370                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
 371                 bio->bi_private = dio;
 372                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
 373                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
 374
 375                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
 376                 if (unlikely(ret)) {
 377                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 378                         bio_endio(bio);
 379                         break;
 380                 }
 381
 382                 if (is_read) {
 383                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
 384                         if (dio->should_dirty)
 385                                 bio_set_pages_dirty(bio);
 386                 } else {
 387                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
 388                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
 389                 }
 390
 391                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
 392                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
 393
 394                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
 395                 if (!nr_pages) {
 396                         bool polled = false;
 397
 398                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
 399                                 bio_set_polled(bio, iocb);
 400                                 polled = true;
 401                         }
 402
 403                         qc = submit_bio(bio);
 404
 405                         if (polled)
 406                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
 407                         break;
 408                 }
 409
 410                 if (!dio->multi_bio) {
 411                         /*
 412                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
 413                          * structure which is embedded into the first bio
 414                          * stays around.
 415                          */
 416                         if (!is_sync)
 417                                 bio_get(bio);
 418                         dio->multi_bio = true;
 419                         atomic_set(&dio->ref, 2);
 420                 } else {
 421                         atomic_inc(&dio->ref);
 422                 }
 423
 424                 submit_bio(bio);
 425                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
 426         }
 427
 428         if (!is_poll)
 429                 blk_finish_plug(&plug);
 430
 431         if (!is_sync)
 432                 return -EIOCBQUEUED;
 433
 434         for (;;) {
 435                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 436                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
 437                         break;
 438
 439                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
 440                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
 441                         blk_io_schedule();
 442         }
 443         __set_current_state(TASK_RUNNING);
 444
 445         if (!ret)
 446                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
 447         if (likely(!ret))
 448                 ret = dio->size;
 449
 450         bio_put(&dio->bio);
 451         return ret;
 452 }
 453
 454 static ssize_t
 455 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
 456 {
 457         int nr_pages;
 458
 459         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
 460         if (!nr_pages)
 461                 return 0;
 462         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
 463                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
 464
 465         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
 466 }
 467
 468 static __init int blkdev_init(void)
 469 {
 470         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
 471 }
 472 module_init(blkdev_init);
 473
 474 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
 475 {
 476         if (!bdev)
 477                 return 0;
 478         if (!wait)
 479                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 480         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 481 }
 482
 483 /*
 484  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 485  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 486  */
 487 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 488 {
 489         return __sync_blockdev(bdev, 1);
 490 }
 491 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 492
 493 /*
 494  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 495  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 496  * device.  Takes the superblock lock.
 497  */
 498 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 499 {
 500         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 501         if (sb) {
 502                 int res = sync_filesystem(sb);
 503                 drop_super(sb);
 504                 return res;
 505         }
 506         return sync_blockdev(bdev);
 507 }
 508 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 509
 510 /**
 511  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
 512  * @bdev:       blockdevice to lock
 513  *
 514  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 515  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 516  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 517  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 518  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 519  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 520  * actually.
 521  */
 522 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 523 {
 524         struct super_block *sb;
 525         int error = 0;
 526
 527         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 528         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
 529                 /*
 530                  * We don't even need to grab a reference - the first call
 531                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
 532                  * thaw_bdev drops it.
 533                  */
 534                 sb = get_super(bdev);
 535                 if (sb)
 536                         drop_super(sb);
 537                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 538                 return sb;
 539         }
 540
 541         sb = get_active_super(bdev);
 542         if (!sb)
 543                 goto out;
 544         if (sb->s_op->freeze_super)
 545                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 546         else
 547                 error = freeze_super(sb);
 548         if (error) {
 549                 deactivate_super(sb);
 550                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 551                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 552                 return ERR_PTR(error);
 553         }
 554         deactivate_super(sb);
 555  out:
 556         sync_blockdev(bdev);
 557         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 558         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
 559 }
 560 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 561
 562 /**
 563  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
 564  * @bdev:       blockdevice to unlock
 565  * @sb:         associated superblock
 566  *
 567  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 568  */
 569 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
 570 {
 571         int error = -EINVAL;
 572
 573         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 574         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 575                 goto out;
 576
 577         error = 0;
 578         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 579                 goto out;
 580
 581         if (!sb)
 582                 goto out;
 583
 584         if (sb->s_op->thaw_super)
 585                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 586         else
 587                 error = thaw_super(sb);
 588         if (error)
 589                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 590 out:
 591         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 592         return error;
 593 }
 594 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 595
 596 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 597 {
 598         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
 599 }
 600
 601 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
 602 {
 603         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
 604 }
 605
 606 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
 607 {
 608         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
 609 }
 610
 611 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
 612                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
 613                         struct page **pagep, void **fsdata)
 614 {
 615         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
 616                                  blkdev_get_block);
 617 }
 618
 619 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
 620                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
 621                         struct page *page, void *fsdata)
 622 {
 623         int ret;
 624         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
 625
 626         unlock_page(page);
 627         put_page(page);
 628
 629         return ret;
 630 }
 631
 632 /*
 633  * private llseek:
 634  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
 635  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
 636  */
 637 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
 638 {
 639         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
 640         loff_t retval;
 641
 642         inode_lock(bd_inode);
 643         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
 644         inode_unlock(bd_inode);
 645         return retval;
 646 }
 647
 648 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
 649 {
 650         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
 651         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
 652         int error;
 653
 654         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
 655         if (error)
 656                 return error;
 657
 658         /*
 659          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
 660          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
 661          * O_SYNC writers to a block device.
 662          */
 663         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL);
 664         if (error == -EOPNOTSUPP)
 665                 error = 0;
 666
 667         return error;
 668 }
 669 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
 670
 671 /**
 672  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
 673  * @bdev: The device to read the page from
 674  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
 675  * @page: The page to read
 676  *
 677  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
 678  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
 679  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
 680  *
 681  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 682  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
 683  * than propagate an error back up the stack.
 684  *
 685  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 686  */
 687 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 688                         struct page *page)
 689 {
 690         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 691         int result = -EOPNOTSUPP;
 692
 693         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 694                 return result;
 695
 696         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 697         if (result)
 698                 return result;
 699         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 700                               REQ_OP_READ);
 701         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 702         return result;
 703 }
 704
 705 /**
 706  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
 707  * @bdev: The device to write the page to
 708  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
 709  * @page: The page to write
 710  * @wbc: The writeback_control for the write
 711  *
 712  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
 713  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
 714  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
 715  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
 716  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
 717  *
 718  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
 719  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
 720  * than propagate an error back up the stack.
 721  *
 722  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
 723  */
 724 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
 725                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
 726 {
 727         int result;
 728         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
 729
 730         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
 731                 return -EOPNOTSUPP;
 732         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
 733         if (result)
 734                 return result;
 735
 736         set_page_writeback(page);
 737         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
 738                               REQ_OP_WRITE);
 739         if (result) {
 740                 end_page_writeback(page);
 741         } else {
 742                 clean_page_buffers(page);
 743                 unlock_page(page);
 744         }
 745         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
 746         return result;
 747 }
 748
 749 /*
 750  * pseudo-fs
 751  */
 752
 753 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
 754 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 755
 756 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 757 {
 758         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 759         if (!ei)
 760                 return NULL;
 761         return &ei->vfs_inode;
 762 }
 763
 764 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 765 {
 766         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 767 }
 768
 769 static void init_once(void *foo)
 770 {
 771         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
 772         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
 773
 774         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
 775         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
 776         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
 777 #ifdef CONFIG_SYSFS
 778         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
 779 #endif
 780         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 781         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 782         /* Initialize mutex for freeze. */
 783         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 784 }
 785
 786 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 787 {
 788         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 789         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 790         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 791         clear_inode(inode);
 792         spin_lock(&bdev_lock);
 793         list_del_init(&bdev->bd_list);
 794         spin_unlock(&bdev_lock);
 795         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
 796         inode_detach_wb(inode);
 797         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
 798                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
 799                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
 800         }
 801 }
 802
 803 static const struct super_operations bdev_sops = {
 804         .statfs = simple_statfs,
 805         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 806         .free_inode = bdev_free_inode,
 807         .drop_inode = generic_delete_inode,
 808         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 809 };
 810
 811 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 812 {
 813         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 814         if (!ctx)
 815                 return -ENOMEM;
 816         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 817         ctx->ops = &bdev_sops;
 818         return 0;
 819 }
 820
 821 static struct file_system_type bd_type = {
 822         .name           = "bdev",
 823         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 824         .kill_sb        = kill_anon_super,
 825 };
 826
 827 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 828 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 829
 830 void __init bdev_cache_init(void)
 831 {
 832         int err;
 833         static struct vfsmount *bd_mnt;
 834
 835         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 836                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 837                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 838                         init_once);
 839         err = register_filesystem(&bd_type);
 840         if (err)
 841                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 842         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 843         if (IS_ERR(bd_mnt))
 844                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 845         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 846 }
 847
 848 /*
 849  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
 850  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
 851  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
 852  */
 853 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
 854 {
 855         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
 856 }
 857
 858 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
 859 {
 860         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
 861 }
 862
 863 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
 864 {
 865         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
 866         return 0;
 867 }
 868
 869 static LIST_HEAD(all_bdevs);
 870
 871 struct block_device *bdget(dev_t dev)
 872 {
 873         struct block_device *bdev;
 874         struct inode *inode;
 875
 876         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
 877                         bdev_test, bdev_set, &dev);
 878
 879         if (!inode)
 880                 return NULL;
 881
 882         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 883
 884         if (inode->i_state & I_NEW) {
 885                 bdev->bd_contains = NULL;
 886                 bdev->bd_super = NULL;
 887                 bdev->bd_inode = inode;
 888                 bdev->bd_part_count = 0;
 889                 bdev->bd_invalidated = 0;
 890                 inode->i_mode = S_IFBLK;
 891                 inode->i_rdev = dev;
 892                 inode->i_bdev = bdev;
 893                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 894                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 895                 spin_lock(&bdev_lock);
 896                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
 897                 spin_unlock(&bdev_lock);
 898                 unlock_new_inode(inode);
 899         }
 900         return bdev;
 901 }
 902
 903 EXPORT_SYMBOL(bdget);
 904
 905 /**
 906  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
 907  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
 908  */
 909 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
 910 {
 911         ihold(bdev->bd_inode);
 912         return bdev;
 913 }
 914 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
 915
 916 long nr_blockdev_pages(void)
 917 {
 918         struct block_device *bdev;
 919         long ret = 0;
 920         spin_lock(&bdev_lock);
 921         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
 922                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
 923         }
 924         spin_unlock(&bdev_lock);
 925         return ret;
 926 }
 927
 928 void bdput(struct block_device *bdev)
 929 {
 930         iput(bdev->bd_inode);
 931 }
 932
 933 EXPORT_SYMBOL(bdput);
 934
 935 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
 936 {
 937         struct block_device *bdev;
 938
 939         spin_lock(&bdev_lock);
 940         bdev = inode->i_bdev;
 941         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
 942                 bdgrab(bdev);
 943                 spin_unlock(&bdev_lock);
 944                 return bdev;
 945         }
 946         spin_unlock(&bdev_lock);
 947
 948         /*
 949          * i_bdev references block device inode that was already shut down
 950          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
 951          * up block device inode again just in case new device got
 952          * reestablished under the same device number.
 953          */
 954         if (bdev)
 955                 bd_forget(inode);
 956
 957         bdev = bdget(inode->i_rdev);
 958         if (bdev) {
 959                 spin_lock(&bdev_lock);
 960                 if (!inode->i_bdev) {
 961                         /*
 962                          * We take an additional reference to bd_inode,
 963                          * and it's released in clear_inode() of inode.
 964                          * So, we can access it via ->i_mapping always
 965                          * without igrab().
 966                          */
 967                         bdgrab(bdev);
 968                         inode->i_bdev = bdev;
 969                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
 970                 }
 971                 spin_unlock(&bdev_lock);
 972         }
 973         return bdev;
 974 }
 975
 976 /* Call when you free inode */
 977
 978 void bd_forget(struct inode *inode)
 979 {
 980         struct block_device *bdev = NULL;
 981
 982         spin_lock(&bdev_lock);
 983         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
 984                 bdev = inode->i_bdev;
 985         inode->i_bdev = NULL;
 986         inode->i_mapping = &inode->i_data;
 987         spin_unlock(&bdev_lock);
 988
 989         if (bdev)
 990                 bdput(bdev);
 991 }
 992
 993 /**
 994  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 995  * @bdev: block device of interest
 996  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
 997  * @holder: holder trying to claim @bdev
 998  *
 999  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1000  *
1001  * CONTEXT:
1002  * spin_lock(&bdev_lock).
1003  *
1004  * RETURNS:
1005  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1006  */
1007 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1008                          void *holder)
1009 {
1010         if (bdev->bd_holder == holder)
1011                 return true;     /* already a holder */
1012         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1013                 return false;    /* held by someone else */
1014         else if (whole == bdev)
1015                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1016
1017         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1018                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1019         else if (whole->bd_holder != NULL)
1020                 return false;    /* is a partition of a held device */
1021         else
1022                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1023 }
1024
1025 /**
1026  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1027  * @bdev: block device of interest
1028  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1029  * @holder: holder trying to claim @bdev
1030  *
1031  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1032  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1033  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1034  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1035  *
1036  * CONTEXT:
1037  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1038  * it multiple times.
1039  *
1040  * RETURNS:
1041  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1042  */
1043 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1044                                struct block_device *whole, void *holder)
1045 {
1046 retry:
1047         /* if someone else claimed, fail */
1048         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1049                 return -EBUSY;
1050
1051         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1052         if (whole->bd_claiming) {
1053                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1054                 DEFINE_WAIT(wait);
1055
1056                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1057                 spin_unlock(&bdev_lock);
1058                 schedule();
1059                 finish_wait(wq, &wait);
1060                 spin_lock(&bdev_lock);
1061                 goto retry;
1062         }
1063
1064         /* yay, all mine */
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1069 {
1070         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1071
1072         if (!disk)
1073                 return NULL;
1074         /*
1075          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1076          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1077          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1078          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1079          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1080          * which is bad.
1081          */
1082         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1083                 put_disk_and_module(disk);
1084                 return NULL;
1085         }
1086         return disk;
1087 }
1088
1089 /**
1090  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1091  * @bdev: block device of interest
1092  * @holder: holder trying to claim @bdev
1093  *
1094  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1095  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1096  * successful call to this function must be matched with a call to
1097  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1098  * fail).
1099  *
1100  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1101  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1102  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1103  * access but may subsequently fail.
1104  *
1105  * CONTEXT:
1106  * Might sleep.
1107  *
1108  * RETURNS:
1109  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1110  * value on failure.
1111  */
1112 struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1113 {
1114         struct gendisk *disk;
1115         struct block_device *whole;
1116         int partno, err;
1117
1118         might_sleep();
1119
1120         /*
1121          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1122          * and grab the outer block device the hard way.
1123          */
1124         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1125         if (!disk)
1126                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1127
1128         /*
1129          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1130          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1131          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1132          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1133          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1134          * way.
1135          */
1136         if (partno)
1137                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1138         else
1139                 whole = bdgrab(bdev);
1140
1141         put_disk_and_module(disk);
1142         if (!whole)
1143                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1144
1145         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1146         spin_lock(&bdev_lock);
1147
1148         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1149         if (err == 0) {
1150                 whole->bd_claiming = holder;
1151                 spin_unlock(&bdev_lock);
1152                 return whole;
1153         } else {
1154                 spin_unlock(&bdev_lock);
1155                 bdput(whole);
1156                 return ERR_PTR(err);
1157         }
1158 }
1159 EXPORT_SYMBOL(bd_start_claiming);
1160
1161 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1162 {
1163         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1164         /* tell others that we're done */
1165         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1166         whole->bd_claiming = NULL;
1167         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1168 }
1169
1170 /**
1171  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1172  * @bdev: block device of interest
1173  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1174  * @holder: holder that has claimed @bdev
1175  *
1176  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1177  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1178  */
1179 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev,
1180                 struct block_device *whole, void *holder)
1181 {
1182         spin_lock(&bdev_lock);
1183         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1184         /*
1185          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1186          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1187          */
1188         whole->bd_holders++;
1189         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1190         bdev->bd_holders++;
1191         bdev->bd_holder = holder;
1192         bd_clear_claiming(whole, holder);
1193         spin_unlock(&bdev_lock);
1194 }
1195
1196 /**
1197  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1198  * @bdev: block device of interest
1199  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1200  * @holder: holder that has claimed @bdev
1201  *
1202  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1203  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1204  * to block other exclusive openers for a while.
1205  */
1206 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1207                        void *holder)
1208 {
1209         spin_lock(&bdev_lock);
1210         bd_clear_claiming(whole, holder);
1211         spin_unlock(&bdev_lock);
1212 }
1213 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1214
1215 #ifdef CONFIG_SYSFS
1216 struct bd_holder_disk {
1217         struct list_head        list;
1218         struct gendisk          *disk;
1219         int                     refcnt;
1220 };
1221
1222 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1223                                                   struct gendisk *disk)
1224 {
1225         struct bd_holder_disk *holder;
1226
1227         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1228                 if (holder->disk == disk)
1229                         return holder;
1230         return NULL;
1231 }
1232
1233 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1234 {
1235         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1236 }
1237
1238 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1239 {
1240         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1241 }
1242
1243 /**
1244  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1245  * @bdev: the claimed slave bdev
1246  * @disk: the holding disk
1247  *
1248  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1249  *
1250  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1251  *
1252  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1253  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1254  *
1255  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1256  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1257  *
1258  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1259  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1260  *
1261  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1262  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1263  * lifetime of these symlinks.
1264  *
1265  * CONTEXT:
1266  * Might sleep.
1267  *
1268  * RETURNS:
1269  * 0 on success, -errno on failure.
1270  */
1271 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1272 {
1273         struct bd_holder_disk *holder;
1274         int ret = 0;
1275
1276         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1277
1278         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1279
1280         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1281         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1282                 goto out_unlock;
1283
1284         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1285         if (holder) {
1286                 holder->refcnt++;
1287                 goto out_unlock;
1288         }
1289
1290         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1291         if (!holder) {
1292                 ret = -ENOMEM;
1293                 goto out_unlock;
1294         }
1295
1296         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1297         holder->disk = disk;
1298         holder->refcnt = 1;
1299
1300         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1301         if (ret)
1302                 goto out_free;
1303
1304         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1305         if (ret)
1306                 goto out_del;
1307         /*
1308          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1309          * the holder directory.  Hold on to it.
1310          */
1311         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1312
1313         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1314         goto out_unlock;
1315
1316 out_del:
1317         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1318 out_free:
1319         kfree(holder);
1320 out_unlock:
1321         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1322         return ret;
1323 }
1324 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1325
1326 /**
1327  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1328  * @bdev: the calimed slave bdev
1329  * @disk: the holding disk
1330  *
1331  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1332  *
1333  * CONTEXT:
1334  * Might sleep.
1335  */
1336 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1337 {
1338         struct bd_holder_disk *holder;
1339
1340         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1341
1342         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1343
1344         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1345                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1346                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1347                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1348                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1349                 list_del_init(&holder->list);
1350                 kfree(holder);
1351         }
1352
1353         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1354 }
1355 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1356 #endif
1357
1358 /**
1359  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1360  *
1361  * @bdev:      struct block device to be flushed
1362  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1363  *
1364  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1365  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1366  * resize.
1367  */
1368 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1369 {
1370         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1371                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1372                        "resized disk %s\n",
1373                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1374         }
1375         bdev->bd_invalidated = 1;
1376 }
1377
1378 /**
1379  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1380  * @disk: struct gendisk to check
1381  * @bdev: struct bdev to adjust.
1382  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1383  *
1384  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1385  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1386  * are freed.
1387  */
1388 static void check_disk_size_change(struct gendisk *disk,
1389                 struct block_device *bdev, bool verbose)
1390 {
1391         loff_t disk_size, bdev_size;
1392
1393         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1394         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1395         if (disk_size != bdev_size) {
1396                 if (verbose) {
1397                         printk(KERN_INFO
1398                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1399                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1400                 }
1401                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1402                 if (bdev_size > disk_size)
1403                         flush_disk(bdev, false);
1404         }
1405         bdev->bd_invalidated = 0;
1406 }
1407
1408 /**
1409  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1410  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1411  *
1412  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1413  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1414  * for all revalidate_disk operations.
1415  */
1416 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1417 {
1418         int ret = 0;
1419
1420         if (disk->fops->revalidate_disk)
1421                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1422
1423         /*
1424          * Hidden disks don't have associated bdev so there's no point in
1425          * revalidating it.
1426          */
1427         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)) {
1428                 struct block_device *bdev = bdget_disk(disk, 0);
1429
1430                 if (!bdev)
1431                         return ret;
1432
1433                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1434                 check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1435                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1436                 bdput(bdev);
1437         }
1438         return ret;
1439 }
1440 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1441
1442 /*
1443  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1444  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1445  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1446  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1447  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1448  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1449  * to lose :-)
1450  */
1451 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1452 {
1453         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1454         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1455         unsigned int events;
1456
1457         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1458                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1459         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1460                 return 0;
1461
1462         flush_disk(bdev, true);
1463         if (bdops->revalidate_disk)
1464                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1465         return 1;
1466 }
1467
1468 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1469
1470 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1471 {
1472         inode_lock(bdev->bd_inode);
1473         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1474         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1475 }
1476 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1477
1478 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1479
1480 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1481 {
1482         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1483         int ret;
1484
1485         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1486
1487 rescan:
1488         ret = blk_drop_partitions(bdev);
1489         if (ret)
1490                 return ret;
1491
1492         /*
1493          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1494          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1495          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1496          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1497          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1498          * userspace for this particular setup.
1499          */
1500         if (invalidate) {
1501                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1502                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1503                         set_capacity(disk, 0);
1504         } else {
1505                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1506                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1507         }
1508
1509         check_disk_size_change(disk, bdev, !invalidate);
1510
1511         if (get_capacity(disk)) {
1512                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1513                 if (ret == -EAGAIN)
1514                         goto rescan;
1515         } else if (invalidate) {
1516                 /*
1517                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1518                  * changed.
1519                  */
1520                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1521         }
1522
1523         return ret;
1524 }
1525 /*
1526  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1527  * code!
1528  */
1529 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1530
1531 /*
1532  * bd_mutex locking:
1533  *
1534  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1535  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1536  */
1537
1538 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1539 {
1540         struct gendisk *disk;
1541         int ret;
1542         int partno;
1543         int perm = 0;
1544         bool first_open = false;
1545
1546         if (mode & FMODE_READ)
1547                 perm |= MAY_READ;
1548         if (mode & FMODE_WRITE)
1549                 perm |= MAY_WRITE;
1550         /*
1551          * hooks: /n/, see "layering violations".
1552          */
1553         if (!for_part) {
1554                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1555                 if (ret != 0)
1556                         return ret;
1557         }
1558
1559  restart:
1560
1561         ret = -ENXIO;
1562         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1563         if (!disk)
1564                 goto out;
1565
1566         disk_block_events(disk);
1567         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1568         if (!bdev->bd_openers) {
1569                 first_open = true;
1570                 bdev->bd_disk = disk;
1571                 bdev->bd_contains = bdev;
1572                 bdev->bd_partno = partno;
1573
1574                 if (!partno) {
1575                         ret = -ENXIO;
1576                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1577                         if (!bdev->bd_part)
1578                                 goto out_clear;
1579
1580                         ret = 0;
1581                         if (disk->fops->open) {
1582                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1583                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1584                                         /* Lost a race with 'disk' being
1585                                          * deleted, try again.
1586                                          * See md.c
1587                                          */
1588                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1589                                         bdev->bd_part = NULL;
1590                                         bdev->bd_disk = NULL;
1591                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1592                                         disk_unblock_events(disk);
1593                                         put_disk_and_module(disk);
1594                                         goto restart;
1595                                 }
1596                         }
1597
1598                         if (!ret) {
1599                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1600                                 set_init_blocksize(bdev);
1601                         }
1602
1603                         /*
1604                          * If the device is invalidated, rescan partition
1605                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1606                          * The latter is necessary to prevent ghost
1607                          * partitions on a removed medium.
1608                          */
1609                         if (bdev->bd_invalidated &&
1610                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1611                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1612
1613                         if (ret)
1614                                 goto out_clear;
1615                 } else {
1616                         struct block_device *whole;
1617                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1618                         ret = -ENOMEM;
1619                         if (!whole)
1620                                 goto out_clear;
1621                         BUG_ON(for_part);
1622                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1623                         if (ret) {
1624                                 bdput(whole);
1625                                 goto out_clear;
1626                         }
1627                         bdev->bd_contains = whole;
1628                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1629                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1630                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1631                                 ret = -ENXIO;
1632                                 goto out_clear;
1633                         }
1634                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1635                         set_init_blocksize(bdev);
1636                 }
1637
1638                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1639                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1640         } else {
1641                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1642                         ret = 0;
1643                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1644                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1645                         /* the same as first opener case, read comment there */
1646                         if (bdev->bd_invalidated &&
1647                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1648                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1649                         if (ret)
1650                                 goto out_unlock_bdev;
1651                 }
1652         }
1653         bdev->bd_openers++;
1654         if (for_part)
1655                 bdev->bd_part_count++;
1656         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1657         disk_unblock_events(disk);
1658         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1659         if (!first_open)
1660                 put_disk_and_module(disk);
1661         return 0;
1662
1663  out_clear:
1664         disk_put_part(bdev->bd_part);
1665         bdev->bd_disk = NULL;
1666         bdev->bd_part = NULL;
1667         if (bdev != bdev->bd_contains)
1668                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1669         bdev->bd_contains = NULL;
1670  out_unlock_bdev:
1671         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1672         disk_unblock_events(disk);
1673         put_disk_and_module(disk);
1674  out:
1675
1676         return ret;
1677 }
1678
1679 /**
1680  * blkdev_get - open a block device
1681  * @bdev: block_device to open
1682  * @mode: FMODE_* mask
1683  * @holder: exclusive holder identifier
1684  *
1685  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1686  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1687  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1688  *
1689  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1690  * @bdev is put.
1691  *
1692  * CONTEXT:
1693  * Might sleep.
1694  *
1695  * RETURNS:
1696  * 0 on success, -errno on failure.
1697  */
1698 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1699 {
1700         struct block_device *whole = NULL;
1701         int res;
1702
1703         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1704
1705         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1706                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1707                 if (IS_ERR(whole)) {
1708                         bdput(bdev);
1709                         return PTR_ERR(whole);
1710                 }
1711         }
1712
1713         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1714
1715         if (whole) {
1716                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1717
1718                 /* finish claiming */
1719                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1720                 if (!res)
1721                         bd_finish_claiming(bdev, whole, holder);
1722                 else
1723                         bd_abort_claiming(bdev, whole, holder);
1724                 /*
1725                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1726                  * write holder makes the write_holder state stick until
1727                  * all are released.  This is good enough and tracking
1728                  * individual writeable reference is too fragile given the
1729                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1730                  */
1731                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1732                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1733                         bdev->bd_write_holder = true;
1734                         disk_block_events(disk);
1735                 }
1736
1737                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1738                 bdput(whole);
1739         }
1740
1741         if (res)
1742                 bdput(bdev);
1743
1744         return res;
1745 }
1746 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1747
1748 /**
1749  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1750  * @path: path to the block device to open
1751  * @mode: FMODE_* mask
1752  * @holder: exclusive holder identifier
1753  *
1754  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1755  * and @holder are identical to blkdev_get().
1756  *
1757  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1758  *
1759  * CONTEXT:
1760  * Might sleep.
1761  *
1762  * RETURNS:
1763  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1764  */
1765 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1766                                         void *holder)
1767 {
1768         struct block_device *bdev;
1769         int err;
1770
1771         bdev = lookup_bdev(path);
1772         if (IS_ERR(bdev))
1773                 return bdev;
1774
1775         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1776         if (err)
1777                 return ERR_PTR(err);
1778
1779         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1780                 blkdev_put(bdev, mode);
1781                 return ERR_PTR(-EACCES);
1782         }
1783
1784         return bdev;
1785 }
1786 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1787
1788 /**
1789  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1790  * @dev: device number of block device to open
1791  * @mode: FMODE_* mask
1792  * @holder: exclusive holder identifier
1793  *
1794  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1795  * @holder are identical to blkdev_get().
1796  *
1797  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1798  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1799  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1800  * ever need it - reconsider your API.
1801  *
1802  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1803  *
1804  * CONTEXT:
1805  * Might sleep.
1806  *
1807  * RETURNS:
1808  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1809  */
1810 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1811 {
1812         struct block_device *bdev;
1813         int err;
1814
1815         bdev = bdget(dev);
1816         if (!bdev)
1817                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1818
1819         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1820         if (err)
1821                 return ERR_PTR(err);
1822
1823         return bdev;
1824 }
1825 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1826
1827 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1828 {
1829         struct block_device *bdev;
1830
1831         /*
1832          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1833          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1834          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1835          * during an unstable branch.
1836          */
1837         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1838
1839         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1840
1841         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1842                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1843         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1844                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1845         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1846                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1847
1848         bdev = bd_acquire(inode);
1849         if (bdev == NULL)
1850                 return -ENOMEM;
1851
1852         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1853         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1854
1855         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1856 }
1857
1858 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1859 {
1860         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1861         struct block_device *victim = NULL;
1862
1863         /*
1864          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1865          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1866          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1867          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1868          * syncs while holding the mutex.
1869          */
1870         if (bdev->bd_openers == 1)
1871                 sync_blockdev(bdev);
1872
1873         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1874         if (for_part)
1875                 bdev->bd_part_count--;
1876
1877         if (!--bdev->bd_openers) {
1878                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1879                 sync_blockdev(bdev);
1880                 kill_bdev(bdev);
1881
1882                 bdev_write_inode(bdev);
1883         }
1884         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1885                 if (disk->fops->release)
1886                         disk->fops->release(disk, mode);
1887         }
1888         if (!bdev->bd_openers) {
1889                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1890                 bdev->bd_part = NULL;
1891                 bdev->bd_disk = NULL;
1892                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1893                         victim = bdev->bd_contains;
1894                 bdev->bd_contains = NULL;
1895
1896                 put_disk_and_module(disk);
1897         }
1898         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1899         bdput(bdev);
1900         if (victim)
1901                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1902 }
1903
1904 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1905 {
1906         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1907
1908         if (mode & FMODE_EXCL) {
1909                 bool bdev_free;
1910
1911                 /*
1912                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1913                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1914                  * synchronize disk_holder unlinking.
1915                  */
1916                 spin_lock(&bdev_lock);
1917
1918                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1919                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1920
1921                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1922                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1923                         bdev->bd_holder = NULL;
1924                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1925                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1926
1927                 spin_unlock(&bdev_lock);
1928
1929                 /*
1930                  * If this was the last claim, remove holder link and
1931                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1932                  */
1933                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1934                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1935                         bdev->bd_write_holder = false;
1936                 }
1937         }
1938
1939         /*
1940          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1941          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1942          * from userland - e.g. eject(1).
1943          */
1944         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1945
1946         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1947
1948         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1949 }
1950 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1951
1952 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1953 {
1954         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1955         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1956         return 0;
1957 }
1958
1959 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1960 {
1961         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1962         fmode_t mode = file->f_mode;
1963
1964         /*
1965          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1966          * to updated it before every ioctl.
1967          */
1968         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1969                 mode |= FMODE_NDELAY;
1970         else
1971                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1972
1973         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1974 }
1975
1976 /*
1977  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1978  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1979  *
1980  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1981  * use.
1982  */
1983 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1984 {
1985         struct file *file = iocb->ki_filp;
1986         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1987         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1988         struct blk_plug plug;
1989         ssize_t ret;
1990
1991         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1992                 return -EPERM;
1993
1994         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode))
1995                 return -ETXTBSY;
1996
1997         if (!iov_iter_count(from))
1998                 return 0;
1999
2000         if (iocb->ki_pos >= size)
2001                 return -ENOSPC;
2002
2003         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
2004                 return -EOPNOTSUPP;
2005
2006         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
2007
2008         blk_start_plug(&plug);
2009         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2010         if (ret > 0)
2011                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2012         blk_finish_plug(&plug);
2013         return ret;
2014 }
2015 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2016
2017 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2018 {
2019         struct file *file = iocb->ki_filp;
2020         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2021         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2022         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2023
2024         if (pos >= size)
2025                 return 0;
2026
2027         size -= pos;
2028         iov_iter_truncate(to, size);
2029         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2030 }
2031 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2032
2033 /*
2034  * Try to release a page associated with block device when the system
2035  * is under memory pressure.
2036  */
2037 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2038 {
2039         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2040
2041         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2042                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2043
2044         return try_to_free_buffers(page);
2045 }
2046
2047 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2048                              struct writeback_control *wbc)
2049 {
2050         return generic_writepages(mapping, wbc);
2051 }
2052
2053 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2054         .readpage       = blkdev_readpage,
2055         .readahead      = blkdev_readahead,
2056         .writepage      = blkdev_writepage,
2057         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2058         .write_end      = blkdev_write_end,
2059         .writepages     = blkdev_writepages,
2060         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2061         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2062         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2063         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2064 };
2065
2066 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2067                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2068                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2069
2070 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2071                              loff_t len)
2072 {
2073         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2074         struct address_space *mapping;
2075         loff_t end = start + len - 1;
2076         loff_t isize;
2077         int error;
2078
2079         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2080         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2081                 return -EOPNOTSUPP;
2082
2083         /* Don't go off the end of the device. */
2084         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2085         if (start >= isize)
2086                 return -EINVAL;
2087         if (end >= isize) {
2088                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2089                         len = isize - start;
2090                         end = start + len - 1;
2091                 } else
2092                         return -EINVAL;
2093         }
2094
2095         /*
2096          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2097          */
2098         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2099                 return -EINVAL;
2100
2101         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2102         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2103         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2104
2105         switch (mode) {
2106         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2107         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2108                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2109                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2110                 break;
2111         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2112                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2113                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2114                 break;
2115         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2116                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2117                                              GFP_KERNEL, 0);
2118                 break;
2119         default:
2120                 return -EOPNOTSUPP;
2121         }
2122         if (error)
2123                 return error;
2124
2125         /*
2126          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2127          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2128          * inclusive, so the rounding here is safe.
2129          */
2130         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2131                                              start >> PAGE_SHIFT,
2132                                              end >> PAGE_SHIFT);
2133 }
2134
2135 const struct file_operations def_blk_fops = {
2136         .open           = blkdev_open,
2137         .release        = blkdev_close,
2138         .llseek         = block_llseek,
2139         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2140         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2141         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2142         .mmap           = generic_file_mmap,
2143         .fsync          = blkdev_fsync,
2144         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2145 #ifdef CONFIG_COMPAT
2146         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2147 #endif
2148         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2149         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2150         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2151 };
2152
2153 /**
2154  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2155  * @pathname:   special file representing the block device
2156  *
2157  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2158  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2159  * otherwise.
2160  */
2161 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2162 {
2163         struct block_device *bdev;
2164         struct inode *inode;
2165         struct path path;
2166         int error;
2167
2168         if (!pathname || !*pathname)
2169                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2170
2171         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2172         if (error)
2173                 return ERR_PTR(error);
2174
2175         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2176         error = -ENOTBLK;
2177         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2178                 goto fail;
2179         error = -EACCES;
2180         if (!may_open_dev(&path))
2181                 goto fail;
2182         error = -ENOMEM;
2183         bdev = bd_acquire(inode);
2184         if (!bdev)
2185                 goto fail;
2186 out:
2187         path_put(&path);
2188         return bdev;
2189 fail:
2190         bdev = ERR_PTR(error);
2191         goto out;
2192 }
2193 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2194
2195 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2196 {
2197         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2198         int res = 0;
2199
2200         if (sb) {
2201                 /*
2202                  * no need to lock the super, get_super holds the
2203                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2204                  * under us (->put_super runs with the write lock
2205                  * hold).
2206                  */
2207                 shrink_dcache_sb(sb);
2208                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2209                 drop_super(sb);
2210         }
2211         invalidate_bdev(bdev);
2212         return res;
2213 }
2214 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2215
2216 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2217 {
2218         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2219
2220         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2221         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2222                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2223                 struct block_device *bdev;
2224
2225                 spin_lock(&inode->i_lock);
2226                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2227                     mapping->nrpages == 0) {
2228                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2229                         continue;
2230                 }
2231                 __iget(inode);
2232                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2233                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2234                 /*
2235                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2236                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2237                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2238                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2239                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2240                  * later.
2241                  */
2242                 iput(old_inode);
2243                 old_inode = inode;
2244                 bdev = I_BDEV(inode);
2245
2246                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2247                 if (bdev->bd_openers)
2248                         func(bdev, arg);
2249                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2250
2251                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2252         }
2253         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2254         iput(old_inode);
2255 }