block/bdev.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  *  Copyright (C) 1991, 1992  Linus Torvalds
   4  *  Copyright (C) 2001  Andrea Arcangeli <andrea@suse.de> SuSE
   5  *  Copyright (C) 2016 - 2020 Christoph Hellwig
   6  */
   7
   8 #include <linux/init.h>
   9 #include <linux/mm.h>
  10 #include <linux/slab.h>
  11 #include <linux/kmod.h>
  12 #include <linux/major.h>
  13 #include <linux/device_cgroup.h>
  14 #include <linux/blkdev.h>
  15 #include <linux/blk-integrity.h>
  16 #include <linux/backing-dev.h>
  17 #include <linux/module.h>
  18 #include <linux/blkpg.h>
  19 #include <linux/magic.h>
  20 #include <linux/buffer_head.h>
  21 #include <linux/swap.h>
  22 #include <linux/writeback.h>
  23 #include <linux/mount.h>
  24 #include <linux/pseudo_fs.h>
  25 #include <linux/uio.h>
  26 #include <linux/namei.h>
  27 #include <linux/part_stat.h>
  28 #include <linux/uaccess.h>
  29 #include <linux/stat.h>
  30 #include "../fs/internal.h"
  31 #include "blk.h"
  32
  33 struct bdev_inode {
  34         struct block_device bdev;
  35         struct inode vfs_inode;
  36 };
  37
  38 static inline struct bdev_inode *BDEV_I(struct inode *inode)
  39 {
  40         return container_of(inode, struct bdev_inode, vfs_inode);
  41 }
  42
  43 struct block_device *I_BDEV(struct inode *inode)
  44 {
  45         return &BDEV_I(inode)->bdev;
  46 }
  47 EXPORT_SYMBOL(I_BDEV);
  48
  49 static void bdev_write_inode(struct block_device *bdev)
  50 {
  51         struct inode *inode = bdev->bd_inode;
  52         int ret;
  53
  54         spin_lock(&inode->i_lock);
  55         while (inode->i_state & I_DIRTY) {
  56                 spin_unlock(&inode->i_lock);
  57                 ret = write_inode_now(inode, true);
  58                 if (ret)
  59                         pr_warn_ratelimited(
  60         "VFS: Dirty inode writeback failed for block device %pg (err=%d).\n",
  61                                 bdev, ret);
  62                 spin_lock(&inode->i_lock);
  63         }
  64         spin_unlock(&inode->i_lock);
  65 }
  66
  67 /* Kill _all_ buffers and pagecache , dirty or not.. */
  68 static void kill_bdev(struct block_device *bdev)
  69 {
  70         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  71
  72         if (mapping_empty(mapping))
  73                 return;
  74
  75         invalidate_bh_lrus();
  76         truncate_inode_pages(mapping, 0);
  77 }
  78
  79 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
  80 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
  81 {
  82         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
  83
  84         if (mapping->nrpages) {
  85                 invalidate_bh_lrus();
  86                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
  87                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
  88         }
  89 }
  90 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
  91
  92 /*
  93  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
  94  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
  95  */
  96 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, blk_mode_t mode,
  97                         loff_t lstart, loff_t lend)
  98 {
  99         /*
 100          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
 101          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
 102          * under live filesystem.
 103          */
 104         if (!(mode & BLK_OPEN_EXCL)) {
 105                 int err = bd_prepare_to_claim(bdev, truncate_bdev_range, NULL);
 106                 if (err)
 107                         goto invalidate;
 108         }
 109
 110         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
 111         if (!(mode & BLK_OPEN_EXCL))
 112                 bd_abort_claiming(bdev, truncate_bdev_range);
 113         return 0;
 114
 115 invalidate:
 116         /*
 117          * Someone else has handle exclusively open. Try invalidating instead.
 118          * The 'end' argument is inclusive so the rounding is safe.
 119          */
 120         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 121                                              lstart >> PAGE_SHIFT,
 122                                              lend >> PAGE_SHIFT);
 123 }
 124
 125 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
 126 {
 127         unsigned int bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
 128         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
 129
 130         while (bsize < PAGE_SIZE) {
 131                 if (size & bsize)
 132                         break;
 133                 bsize <<= 1;
 134         }
 135         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
 136 }
 137
 138 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
 139 {
 140         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
 141         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
 142                 return -EINVAL;
 143
 144         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
 145         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
 146                 return -EINVAL;
 147
 148         /* Don't change the size if it is same as current */
 149         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
 150                 sync_blockdev(bdev);
 151                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
 152                 kill_bdev(bdev);
 153         }
 154         return 0;
 155 }
 156
 157 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
 158
 159 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 160 {
 161         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
 162                 return 0;
 163         /* If we get here, we know size is power of two
 164          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
 165         sb->s_blocksize = size;
 166         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
 167         return sb->s_blocksize;
 168 }
 169
 170 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
 171
 172 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
 173 {
 174         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
 175         if (size < minsize)
 176                 size = minsize;
 177         return sb_set_blocksize(sb, size);
 178 }
 179
 180 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
 181
 182 int sync_blockdev_nowait(struct block_device *bdev)
 183 {
 184         if (!bdev)
 185                 return 0;
 186         return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
 187 }
 188 EXPORT_SYMBOL_GPL(sync_blockdev_nowait);
 189
 190 /*
 191  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
 192  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
 193  */
 194 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
 195 {
 196         if (!bdev)
 197                 return 0;
 198         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
 199 }
 200 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
 201
 202 int sync_blockdev_range(struct block_device *bdev, loff_t lstart, loff_t lend)
 203 {
 204         return filemap_write_and_wait_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
 205                         lstart, lend);
 206 }
 207 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev_range);
 208
 209 /*
 210  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
 211  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
 212  * device.  Takes the superblock lock.
 213  */
 214 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
 215 {
 216         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 217         if (sb) {
 218                 int res = sync_filesystem(sb);
 219                 drop_super(sb);
 220                 return res;
 221         }
 222         return sync_blockdev(bdev);
 223 }
 224 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
 225
 226 /**
 227  * freeze_bdev - lock a filesystem and force it into a consistent state
 228  * @bdev:       blockdevice to lock
 229  *
 230  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
 231  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
 232  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
 233  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
 234  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
 235  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
 236  * actually.
 237  */
 238 int freeze_bdev(struct block_device *bdev)
 239 {
 240         struct super_block *sb;
 241         int error = 0;
 242
 243         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 244         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1)
 245                 goto done;
 246
 247         sb = get_active_super(bdev);
 248         if (!sb)
 249                 goto sync;
 250         if (sb->s_op->freeze_super)
 251                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
 252         else
 253                 error = freeze_super(sb);
 254         deactivate_super(sb);
 255
 256         if (error) {
 257                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
 258                 goto done;
 259         }
 260         bdev->bd_fsfreeze_sb = sb;
 261
 262 sync:
 263         sync_blockdev(bdev);
 264 done:
 265         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 266         return error;
 267 }
 268 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
 269
 270 /**
 271  * thaw_bdev - unlock filesystem
 272  * @bdev:       blockdevice to unlock
 273  *
 274  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
 275  */
 276 int thaw_bdev(struct block_device *bdev)
 277 {
 278         struct super_block *sb;
 279         int error = -EINVAL;
 280
 281         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 282         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
 283                 goto out;
 284
 285         error = 0;
 286         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
 287                 goto out;
 288
 289         sb = bdev->bd_fsfreeze_sb;
 290         if (!sb)
 291                 goto out;
 292
 293         if (sb->s_op->thaw_super)
 294                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
 295         else
 296                 error = thaw_super(sb);
 297         if (error)
 298                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
 299         else
 300                 bdev->bd_fsfreeze_sb = NULL;
 301 out:
 302         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 303         return error;
 304 }
 305 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
 306
 307 /*
 308  * pseudo-fs
 309  */
 310
 311 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_MUTEX(bdev_lock);
 312 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
 313
 314 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
 315 {
 316         struct bdev_inode *ei = alloc_inode_sb(sb, bdev_cachep, GFP_KERNEL);
 317
 318         if (!ei)
 319                 return NULL;
 320         memset(&ei->bdev, 0, sizeof(ei->bdev));
 321         return &ei->vfs_inode;
 322 }
 323
 324 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
 325 {
 326         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
 327
 328         free_percpu(bdev->bd_stats);
 329         kfree(bdev->bd_meta_info);
 330
 331         if (!bdev_is_partition(bdev)) {
 332                 if (bdev->bd_disk && bdev->bd_disk->bdi)
 333                         bdi_put(bdev->bd_disk->bdi);
 334                 kfree(bdev->bd_disk);
 335         }
 336
 337         if (MAJOR(bdev->bd_dev) == BLOCK_EXT_MAJOR)
 338                 blk_free_ext_minor(MINOR(bdev->bd_dev));
 339
 340         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
 341 }
 342
 343 static void init_once(void *data)
 344 {
 345         struct bdev_inode *ei = data;
 346
 347         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
 348 }
 349
 350 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
 351 {
 352         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
 353         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
 354         clear_inode(inode);
 355 }
 356
 357 static const struct super_operations bdev_sops = {
 358         .statfs = simple_statfs,
 359         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
 360         .free_inode = bdev_free_inode,
 361         .drop_inode = generic_delete_inode,
 362         .evict_inode = bdev_evict_inode,
 363 };
 364
 365 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
 366 {
 367         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
 368         if (!ctx)
 369                 return -ENOMEM;
 370         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
 371         ctx->ops = &bdev_sops;
 372         return 0;
 373 }
 374
 375 static struct file_system_type bd_type = {
 376         .name           = "bdev",
 377         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
 378         .kill_sb        = kill_anon_super,
 379 };
 380
 381 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
 382 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
 383
 384 void __init bdev_cache_init(void)
 385 {
 386         int err;
 387         static struct vfsmount *bd_mnt;
 388
 389         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
 390                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
 391                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
 392                         init_once);
 393         err = register_filesystem(&bd_type);
 394         if (err)
 395                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
 396         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
 397         if (IS_ERR(bd_mnt))
 398                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
 399         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
 400 }
 401
 402 struct block_device *bdev_alloc(struct gendisk *disk, u8 partno)
 403 {
 404         struct block_device *bdev;
 405         struct inode *inode;
 406
 407         inode = new_inode(blockdev_superblock);
 408         if (!inode)
 409                 return NULL;
 410         inode->i_mode = S_IFBLK;
 411         inode->i_rdev = 0;
 412         inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
 413         mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
 414
 415         bdev = I_BDEV(inode);
 416         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
 417         spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
 418         mutex_init(&bdev->bd_holder_lock);
 419         bdev->bd_partno = partno;
 420         bdev->bd_inode = inode;
 421         bdev->bd_queue = disk->queue;
 422         if (partno)
 423                 bdev->bd_has_submit_bio = disk->part0->bd_has_submit_bio;
 424         else
 425                 bdev->bd_has_submit_bio = false;
 426         bdev->bd_stats = alloc_percpu(struct disk_stats);
 427         if (!bdev->bd_stats) {
 428                 iput(inode);
 429                 return NULL;
 430         }
 431         bdev->bd_disk = disk;
 432         return bdev;
 433 }
 434
 435 void bdev_set_nr_sectors(struct block_device *bdev, sector_t sectors)
 436 {
 437         spin_lock(&bdev->bd_size_lock);
 438         i_size_write(bdev->bd_inode, (loff_t)sectors << SECTOR_SHIFT);
 439         bdev->bd_nr_sectors = sectors;
 440         spin_unlock(&bdev->bd_size_lock);
 441 }
 442
 443 void bdev_add(struct block_device *bdev, dev_t dev)
 444 {
 445         bdev->bd_dev = dev;
 446         bdev->bd_inode->i_rdev = dev;
 447         bdev->bd_inode->i_ino = dev;
 448         insert_inode_hash(bdev->bd_inode);
 449 }
 450
 451 long nr_blockdev_pages(void)
 452 {
 453         struct inode *inode;
 454         long ret = 0;
 455
 456         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 457         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
 458                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
 459         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 460
 461         return ret;
 462 }
 463
 464 /**
 465  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
 466  * @bdev: block device of interest
 467  * @holder: holder trying to claim @bdev
 468  * @hops: holder ops
 469  *
 470  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
 471  *
 472  * RETURNS:
 473  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
 474  */
 475 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, void *holder,
 476                 const struct blk_holder_ops *hops)
 477 {
 478         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 479
 480         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
 481
 482         if (bdev->bd_holder) {
 483                 /*
 484                  * The same holder can always re-claim.
 485                  */
 486                 if (bdev->bd_holder == holder) {
 487                         if (WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holder_ops != hops))
 488                                 return false;
 489                         return true;
 490                 }
 491                 return false;
 492         }
 493
 494         /*
 495          * If the whole devices holder is set to bd_may_claim, a partition on
 496          * the device is claimed, but not the whole device.
 497          */
 498         if (whole != bdev &&
 499             whole->bd_holder && whole->bd_holder != bd_may_claim)
 500                 return false;
 501         return true;
 502 }
 503
 504 /**
 505  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
 506  * @bdev: block device of interest
 507  * @holder: holder trying to claim @bdev
 508  * @hops: holder ops.
 509  *
 510  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
 511  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
 512  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
 513  *
 514  * RETURNS:
 515  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
 516  */
 517 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, void *holder,
 518                 const struct blk_holder_ops *hops)
 519 {
 520         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 521
 522         if (WARN_ON_ONCE(!holder))
 523                 return -EINVAL;
 524 retry:
 525         mutex_lock(&bdev_lock);
 526         /* if someone else claimed, fail */
 527         if (!bd_may_claim(bdev, holder, hops)) {
 528                 mutex_unlock(&bdev_lock);
 529                 return -EBUSY;
 530         }
 531
 532         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
 533         if (whole->bd_claiming) {
 534                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
 535                 DEFINE_WAIT(wait);
 536
 537                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
 538                 mutex_unlock(&bdev_lock);
 539                 schedule();
 540                 finish_wait(wq, &wait);
 541                 goto retry;
 542         }
 543
 544         /* yay, all mine */
 545         whole->bd_claiming = holder;
 546         mutex_unlock(&bdev_lock);
 547         return 0;
 548 }
 549 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
 550
 551 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
 552 {
 553         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
 554         /* tell others that we're done */
 555         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
 556         whole->bd_claiming = NULL;
 557         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
 558 }
 559
 560 /**
 561  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
 562  * @bdev: block device of interest
 563  * @holder: holder that has claimed @bdev
 564  * @hops: block device holder operations
 565  *
 566  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
 567  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
 568  */
 569 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, void *holder,
 570                 const struct blk_holder_ops *hops)
 571 {
 572         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 573
 574         mutex_lock(&bdev_lock);
 575         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, holder, hops));
 576         /*
 577          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
 578          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
 579          */
 580         whole->bd_holders++;
 581         whole->bd_holder = bd_may_claim;
 582         bdev->bd_holders++;
 583         mutex_lock(&bdev->bd_holder_lock);
 584         bdev->bd_holder = holder;
 585         bdev->bd_holder_ops = hops;
 586         mutex_unlock(&bdev->bd_holder_lock);
 587         bd_clear_claiming(whole, holder);
 588         mutex_unlock(&bdev_lock);
 589 }
 590
 591 /**
 592  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
 593  * @bdev: block device of interest
 594  * @holder: holder that has claimed @bdev
 595  *
 596  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
 597  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
 598  * to block other exclusive openers for a while.
 599  */
 600 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
 601 {
 602         mutex_lock(&bdev_lock);
 603         bd_clear_claiming(bdev_whole(bdev), holder);
 604         mutex_unlock(&bdev_lock);
 605 }
 606 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
 607
 608 static void bd_end_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
 609 {
 610         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
 611         bool unblock = false;
 612
 613         /*
 614          * Release a claim on the device.  The holder fields are protected with
 615          * bdev_lock.  open_mutex is used to synchronize disk_holder unlinking.
 616          */
 617         mutex_lock(&bdev_lock);
 618         WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holder != holder);
 619         WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
 620         WARN_ON_ONCE(--whole->bd_holders < 0);
 621         if (!bdev->bd_holders) {
 622                 mutex_lock(&bdev->bd_holder_lock);
 623                 bdev->bd_holder = NULL;
 624                 bdev->bd_holder_ops = NULL;
 625                 mutex_unlock(&bdev->bd_holder_lock);
 626                 if (bdev->bd_write_holder)
 627                         unblock = true;
 628         }
 629         if (!whole->bd_holders)
 630                 whole->bd_holder = NULL;
 631         mutex_unlock(&bdev_lock);
 632
 633         /*
 634          * If this was the last claim, remove holder link and unblock evpoll if
 635          * it was a write holder.
 636          */
 637         if (unblock) {
 638                 disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
 639                 bdev->bd_write_holder = false;
 640         }
 641 }
 642
 643 static void blkdev_flush_mapping(struct block_device *bdev)
 644 {
 645         WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
 646         sync_blockdev(bdev);
 647         kill_bdev(bdev);
 648         bdev_write_inode(bdev);
 649 }
 650
 651 static int blkdev_get_whole(struct block_device *bdev, blk_mode_t mode)
 652 {
 653         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 654         int ret;
 655
 656         if (disk->fops->open) {
 657                 ret = disk->fops->open(disk, mode);
 658                 if (ret) {
 659                         /* avoid ghost partitions on a removed medium */
 660                         if (ret == -ENOMEDIUM &&
 661                              test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 662                                 bdev_disk_changed(disk, true);
 663                         return ret;
 664                 }
 665         }
 666
 667         if (!atomic_read(&bdev->bd_openers))
 668                 set_init_blocksize(bdev);
 669         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state))
 670                 bdev_disk_changed(disk, false);
 671         atomic_inc(&bdev->bd_openers);
 672         return 0;
 673 }
 674
 675 static void blkdev_put_whole(struct block_device *bdev)
 676 {
 677         if (atomic_dec_and_test(&bdev->bd_openers))
 678                 blkdev_flush_mapping(bdev);
 679         if (bdev->bd_disk->fops->release)
 680                 bdev->bd_disk->fops->release(bdev->bd_disk);
 681 }
 682
 683 static int blkdev_get_part(struct block_device *part, blk_mode_t mode)
 684 {
 685         struct gendisk *disk = part->bd_disk;
 686         int ret;
 687
 688         ret = blkdev_get_whole(bdev_whole(part), mode);
 689         if (ret)
 690                 return ret;
 691
 692         ret = -ENXIO;
 693         if (!bdev_nr_sectors(part))
 694                 goto out_blkdev_put;
 695
 696         if (!atomic_read(&part->bd_openers)) {
 697                 disk->open_partitions++;
 698                 set_init_blocksize(part);
 699         }
 700         atomic_inc(&part->bd_openers);
 701         return 0;
 702
 703 out_blkdev_put:
 704         blkdev_put_whole(bdev_whole(part));
 705         return ret;
 706 }
 707
 708 static void blkdev_put_part(struct block_device *part)
 709 {
 710         struct block_device *whole = bdev_whole(part);
 711
 712         if (atomic_dec_and_test(&part->bd_openers)) {
 713                 blkdev_flush_mapping(part);
 714                 whole->bd_disk->open_partitions--;
 715         }
 716         blkdev_put_whole(whole);
 717 }
 718
 719 struct block_device *blkdev_get_no_open(dev_t dev)
 720 {
 721         struct block_device *bdev;
 722         struct inode *inode;
 723
 724         inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 725         if (!inode && IS_ENABLED(CONFIG_BLOCK_LEGACY_AUTOLOAD)) {
 726                 blk_request_module(dev);
 727                 inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
 728                 if (inode)
 729                         pr_warn_ratelimited(
 730 "block device autoloading is deprecated and will be removed.\n");
 731         }
 732         if (!inode)
 733                 return NULL;
 734
 735         /* switch from the inode reference to a device mode one: */
 736         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
 737         if (!kobject_get_unless_zero(&bdev->bd_device.kobj))
 738                 bdev = NULL;
 739         iput(inode);
 740         return bdev;
 741 }
 742
 743 void blkdev_put_no_open(struct block_device *bdev)
 744 {
 745         put_device(&bdev->bd_device);
 746 }
 747
 748 /**
 749  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
 750  * @dev: device number of block device to open
 751  * @mode: open mode (BLK_OPEN_*)
 752  * @holder: exclusive holder identifier
 753  * @hops: holder operations
 754  *
 755  * Open the block device described by device number @dev. If @holder is not
 756  * %NULL, the block device is opened with exclusive access.  Exclusive opens may
 757  * nest for the same @holder.
 758  *
 759  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
 760  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
 761  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
 762  *
 763  * CONTEXT:
 764  * Might sleep.
 765  *
 766  * RETURNS:
 767  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 768  */
 769 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, blk_mode_t mode, void *holder,
 770                 const struct blk_holder_ops *hops)
 771 {
 772         bool unblock_events = true;
 773         struct block_device *bdev;
 774         struct gendisk *disk;
 775         int ret;
 776
 777         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
 778                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
 779                         ((mode & BLK_OPEN_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
 780                         ((mode & BLK_OPEN_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
 781         if (ret)
 782                 return ERR_PTR(ret);
 783
 784         bdev = blkdev_get_no_open(dev);
 785         if (!bdev)
 786                 return ERR_PTR(-ENXIO);
 787         disk = bdev->bd_disk;
 788
 789         if (holder) {
 790                 mode |= BLK_OPEN_EXCL;
 791                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, holder, hops);
 792                 if (ret)
 793                         goto put_blkdev;
 794         } else {
 795                 if (WARN_ON_ONCE(mode & BLK_OPEN_EXCL)) {
 796                         ret = -EIO;
 797                         goto put_blkdev;
 798                 }
 799         }
 800
 801         disk_block_events(disk);
 802
 803         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 804         ret = -ENXIO;
 805         if (!disk_live(disk))
 806                 goto abort_claiming;
 807         if (!try_module_get(disk->fops->owner))
 808                 goto abort_claiming;
 809         if (bdev_is_partition(bdev))
 810                 ret = blkdev_get_part(bdev, mode);
 811         else
 812                 ret = blkdev_get_whole(bdev, mode);
 813         if (ret)
 814                 goto put_module;
 815         if (holder) {
 816                 bd_finish_claiming(bdev, holder, hops);
 817
 818                 /*
 819                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
 820                  * holder makes the write_holder state stick until all are
 821                  * released.  This is good enough and tracking individual
 822                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
 823                  * used in blkdev_get/put().
 824                  */
 825                 if ((mode & BLK_OPEN_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
 826                     (disk->event_flags & DISK_EVENT_FLAG_BLOCK_ON_EXCL_WRITE)) {
 827                         bdev->bd_write_holder = true;
 828                         unblock_events = false;
 829                 }
 830         }
 831         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 832
 833         if (unblock_events)
 834                 disk_unblock_events(disk);
 835         return bdev;
 836 put_module:
 837         module_put(disk->fops->owner);
 838 abort_claiming:
 839         if (holder)
 840                 bd_abort_claiming(bdev, holder);
 841         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 842         disk_unblock_events(disk);
 843 put_blkdev:
 844         blkdev_put_no_open(bdev);
 845         return ERR_PTR(ret);
 846 }
 847 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
 848
 849 /**
 850  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
 851  * @path: path to the block device to open
 852  * @mode: open mode (BLK_OPEN_*)
 853  * @holder: exclusive holder identifier
 854  * @hops: holder operations
 855  *
 856  * Open the block device described by the device file at @path.  If @holder is
 857  * not %NULL, the block device is opened with exclusive access.  Exclusive opens
 858  * may nest for the same @holder.
 859  *
 860  * CONTEXT:
 861  * Might sleep.
 862  *
 863  * RETURNS:
 864  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
 865  */
 866 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, blk_mode_t mode,
 867                 void *holder, const struct blk_holder_ops *hops)
 868 {
 869         struct block_device *bdev;
 870         dev_t dev;
 871         int error;
 872
 873         error = lookup_bdev(path, &dev);
 874         if (error)
 875                 return ERR_PTR(error);
 876
 877         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder, hops);
 878         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & BLK_OPEN_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
 879                 blkdev_put(bdev, holder);
 880                 return ERR_PTR(-EACCES);
 881         }
 882
 883         return bdev;
 884 }
 885 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
 886
 887 void blkdev_put(struct block_device *bdev, void *holder)
 888 {
 889         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
 890
 891         /*
 892          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
 893          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
 894          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
 895          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
 896          * syncs while holding the mutex.
 897          */
 898         if (atomic_read(&bdev->bd_openers) == 1)
 899                 sync_blockdev(bdev);
 900
 901         mutex_lock(&disk->open_mutex);
 902         if (holder)
 903                 bd_end_claim(bdev, holder);
 904
 905         /*
 906          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
 907          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
 908          * from userland - e.g. eject(1).
 909          */
 910         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
 911
 912         if (bdev_is_partition(bdev))
 913                 blkdev_put_part(bdev);
 914         else
 915                 blkdev_put_whole(bdev);
 916         mutex_unlock(&disk->open_mutex);
 917
 918         module_put(disk->fops->owner);
 919         blkdev_put_no_open(bdev);
 920 }
 921 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
 922
 923 /**
 924  * lookup_bdev() - Look up a struct block_device by name.
 925  * @pathname: Name of the block device in the filesystem.
 926  * @dev: Pointer to the block device's dev_t, if found.
 927  *
 928  * Lookup the block device's dev_t at @pathname in the current
 929  * namespace if possible and return it in @dev.
 930  *
 931  * Context: May sleep.
 932  * Return: 0 if succeeded, negative errno otherwise.
 933  */
 934 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
 935 {
 936         struct inode *inode;
 937         struct path path;
 938         int error;
 939
 940         if (!pathname || !*pathname)
 941                 return -EINVAL;
 942
 943         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
 944         if (error)
 945                 return error;
 946
 947         inode = d_backing_inode(path.dentry);
 948         error = -ENOTBLK;
 949         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
 950                 goto out_path_put;
 951         error = -EACCES;
 952         if (!may_open_dev(&path))
 953                 goto out_path_put;
 954
 955         *dev = inode->i_rdev;
 956         error = 0;
 957 out_path_put:
 958         path_put(&path);
 959         return error;
 960 }
 961 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
 962
 963 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
 964 {
 965         struct super_block *sb = get_super(bdev);
 966         int res = 0;
 967
 968         if (sb) {
 969                 /*
 970                  * no need to lock the super, get_super holds the
 971                  * read mutex so the filesystem cannot go away
 972                  * under us (->put_super runs with the write lock
 973                  * hold).
 974                  */
 975                 shrink_dcache_sb(sb);
 976                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
 977                 drop_super(sb);
 978         }
 979         invalidate_bdev(bdev);
 980         return res;
 981 }
 982 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
 983
 984 void sync_bdevs(bool wait)
 985 {
 986         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
 987
 988         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
 989         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
 990                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
 991                 struct block_device *bdev;
 992
 993                 spin_lock(&inode->i_lock);
 994                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
 995                     mapping->nrpages == 0) {
 996                         spin_unlock(&inode->i_lock);
 997                         continue;
 998                 }
 999                 __iget(inode);
1000                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1001                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1002                 /*
1003                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1004                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1005                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1006                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1007                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1008                  * later.
1009                  */
1010                 iput(old_inode);
1011                 old_inode = inode;
1012                 bdev = I_BDEV(inode);
1013
1014                 mutex_lock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1015                 if (!atomic_read(&bdev->bd_openers)) {
1016                         ; /* skip */
1017                 } else if (wait) {
1018                         /*
1019                          * We keep the error status of individual mapping so
1020                          * that applications can catch the writeback error using
1021                          * fsync(2). See filemap_fdatawait_keep_errors() for
1022                          * details.
1023                          */
1024                         filemap_fdatawait_keep_errors(inode->i_mapping);
1025                 } else {
1026                         filemap_fdatawrite(inode->i_mapping);
1027                 }
1028                 mutex_unlock(&bdev->bd_disk->open_mutex);
1029
1030                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1031         }
1032         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1033         iput(old_inode);
1034 }
1035
1036 /*
1037  * Handle STATX_DIOALIGN for block devices.
1038  *
1039  * Note that the inode passed to this is the inode of a block device node file,
1040  * not the block device's internal inode.  Therefore it is *not* valid to use
1041  * I_BDEV() here; the block device has to be looked up by i_rdev instead.
1042  */
1043 void bdev_statx_dioalign(struct inode *inode, struct kstat *stat)
1044 {
1045         struct block_device *bdev;
1046
1047         bdev = blkdev_get_no_open(inode->i_rdev);
1048         if (!bdev)
1049                 return;
1050
1051         stat->dio_mem_align = bdev_dma_alignment(bdev) + 1;
1052         stat->dio_offset_align = bdev_logical_block_size(bdev);
1053         stat->result_mask |= STATX_DIOALIGN;
1054
1055         blkdev_put_no_open(bdev);
1056 }