31ee5a857f7153132354817a921bfdf23afaf11d
[linux-2.6-microblaze.git] / 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 /*
107  * Drop all buffers & page cache for given bdev range. This function bails
108  * with error if bdev has other exclusive owner (such as filesystem).
109  */
110 int truncate_bdev_range(struct block_device *bdev, fmode_t mode,
111                         loff_t lstart, loff_t lend)
112 {
113         /*
114          * If we don't hold exclusive handle for the device, upgrade to it
115          * while we discard the buffer cache to avoid discarding buffers
116          * under live filesystem.
117          */
118         if (!(mode & FMODE_EXCL)) {
119                 int err = bd_prepare_to_claim(bdev, truncate_bdev_range);
120                 if (err)
121                         return err;
122         }
123
124         truncate_inode_pages_range(bdev->bd_inode->i_mapping, lstart, lend);
125         if (!(mode & FMODE_EXCL))
126                 bd_abort_claiming(bdev, truncate_bdev_range);
127         return 0;
128 }
129 EXPORT_SYMBOL(truncate_bdev_range);
130
131 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
132 {
133         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bdev_logical_block_size(bdev));
134 }
135
136 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
137 {
138         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
139         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
140                 return -EINVAL;
141
142         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
143         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
144                 return -EINVAL;
145
146         /* Don't change the size if it is same as current */
147         if (bdev->bd_inode->i_blkbits != blksize_bits(size)) {
148                 sync_blockdev(bdev);
149                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
150                 kill_bdev(bdev);
151         }
152         return 0;
153 }
154
155 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
156
157 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
158 {
159         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
160                 return 0;
161         /* If we get here, we know size is power of two
162          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
163         sb->s_blocksize = size;
164         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
165         return sb->s_blocksize;
166 }
167
168 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
169
170 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
171 {
172         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
173         if (size < minsize)
174                 size = minsize;
175         return sb_set_blocksize(sb, size);
176 }
177
178 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
179
180 static int
181 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
182                 struct buffer_head *bh, int create)
183 {
184         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
185         bh->b_blocknr = iblock;
186         set_buffer_mapped(bh);
187         return 0;
188 }
189
190 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
191 {
192         return file->f_mapping->host;
193 }
194
195 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
196 {
197         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
198
199         /* avoid the need for a I/O completion work item */
200         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
201                 op |= REQ_FUA;
202         return op;
203 }
204
205 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
206
207 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
208 {
209         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
210
211         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
212         blk_wake_io_task(waiter);
213 }
214
215 static ssize_t
216 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
217                 int nr_pages)
218 {
219         struct file *file = iocb->ki_filp;
220         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
221         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
222         loff_t pos = iocb->ki_pos;
223         bool should_dirty = false;
224         struct bio bio;
225         ssize_t ret;
226         blk_qc_t qc;
227
228         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
229             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
230                 return -EINVAL;
231
232         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
233                 vecs = inline_vecs;
234         else {
235                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
236                                      GFP_KERNEL);
237                 if (!vecs)
238                         return -ENOMEM;
239         }
240
241         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
242         bio_set_dev(&bio, bdev);
243         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
244         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
245         bio.bi_private = current;
246         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
247         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
248
249         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
250         if (unlikely(ret))
251                 goto out;
252         ret = bio.bi_iter.bi_size;
253
254         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
255                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
256                 if (iter_is_iovec(iter))
257                         should_dirty = true;
258         } else {
259                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
260                 task_io_account_write(ret);
261         }
262         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
263                 bio_set_polled(&bio, iocb);
264
265         qc = submit_bio(&bio);
266         for (;;) {
267                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
268                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
269                         break;
270                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
271                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
272                         blk_io_schedule();
273         }
274         __set_current_state(TASK_RUNNING);
275
276         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
277         if (unlikely(bio.bi_status))
278                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
279
280 out:
281         if (vecs != inline_vecs)
282                 kfree(vecs);
283
284         bio_uninit(&bio);
285
286         return ret;
287 }
288
289 struct blkdev_dio {
290         union {
291                 struct kiocb            *iocb;
292                 struct task_struct      *waiter;
293         };
294         size_t                  size;
295         atomic_t                ref;
296         bool                    multi_bio : 1;
297         bool                    should_dirty : 1;
298         bool                    is_sync : 1;
299         struct bio              bio;
300 };
301
302 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
303
304 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
305 {
306         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
307         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
308
309         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
310 }
311
312 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
313 {
314         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
315         bool should_dirty = dio->should_dirty;
316
317         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
318                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
319
320         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
321                 if (!dio->is_sync) {
322                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
323                         ssize_t ret;
324
325                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
326                                 ret = dio->size;
327                                 iocb->ki_pos += ret;
328                         } else {
329                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
330                         }
331
332                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
333                         if (dio->multi_bio)
334                                 bio_put(&dio->bio);
335                 } else {
336                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
337
338                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
339                         blk_wake_io_task(waiter);
340                 }
341         }
342
343         if (should_dirty) {
344                 bio_check_pages_dirty(bio);
345         } else {
346                 bio_release_pages(bio, false);
347                 bio_put(bio);
348         }
349 }
350
351 static ssize_t
352 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
353 {
354         struct file *file = iocb->ki_filp;
355         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
356         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
357         struct blk_plug plug;
358         struct blkdev_dio *dio;
359         struct bio *bio;
360         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
361         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
362         loff_t pos = iocb->ki_pos;
363         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
364         int ret = 0;
365
366         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
367             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
368                 return -EINVAL;
369
370         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
371
372         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
373         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
374         if (dio->is_sync) {
375                 dio->waiter = current;
376                 bio_get(bio);
377         } else {
378                 dio->iocb = iocb;
379         }
380
381         dio->size = 0;
382         dio->multi_bio = false;
383         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
384
385         /*
386          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
387          * to issue
388          */
389         if (!is_poll)
390                 blk_start_plug(&plug);
391
392         for (;;) {
393                 bio_set_dev(bio, bdev);
394                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
395                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
396                 bio->bi_private = dio;
397                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
398                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
399
400                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
401                 if (unlikely(ret)) {
402                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
403                         bio_endio(bio);
404                         break;
405                 }
406
407                 if (is_read) {
408                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
409                         if (dio->should_dirty)
410                                 bio_set_pages_dirty(bio);
411                 } else {
412                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
413                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
414                 }
415
416                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
417                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
418
419                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
420                 if (!nr_pages) {
421                         bool polled = false;
422
423                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
424                                 bio_set_polled(bio, iocb);
425                                 polled = true;
426                         }
427
428                         qc = submit_bio(bio);
429
430                         if (polled)
431                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
432                         break;
433                 }
434
435                 if (!dio->multi_bio) {
436                         /*
437                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
438                          * structure which is embedded into the first bio
439                          * stays around.
440                          */
441                         if (!is_sync)
442                                 bio_get(bio);
443                         dio->multi_bio = true;
444                         atomic_set(&dio->ref, 2);
445                 } else {
446                         atomic_inc(&dio->ref);
447                 }
448
449                 submit_bio(bio);
450                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
451         }
452
453         if (!is_poll)
454                 blk_finish_plug(&plug);
455
456         if (!is_sync)
457                 return -EIOCBQUEUED;
458
459         for (;;) {
460                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
461                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
462                         break;
463
464                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
465                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
466                         blk_io_schedule();
467         }
468         __set_current_state(TASK_RUNNING);
469
470         if (!ret)
471                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
472         if (likely(!ret))
473                 ret = dio->size;
474
475         bio_put(&dio->bio);
476         return ret;
477 }
478
479 static ssize_t
480 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
481 {
482         int nr_pages;
483
484         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
485         if (!nr_pages)
486                 return 0;
487         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
488                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
489
490         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
491 }
492
493 static __init int blkdev_init(void)
494 {
495         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
496 }
497 module_init(blkdev_init);
498
499 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
500 {
501         if (!bdev)
502                 return 0;
503         if (!wait)
504                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
505         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
506 }
507
508 /*
509  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
510  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
511  */
512 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
513 {
514         return __sync_blockdev(bdev, 1);
515 }
516 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
517
518 /*
519  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
520  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
521  * device.  Takes the superblock lock.
522  */
523 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
524 {
525         struct super_block *sb = get_super(bdev);
526         if (sb) {
527                 int res = sync_filesystem(sb);
528                 drop_super(sb);
529                 return res;
530         }
531         return sync_blockdev(bdev);
532 }
533 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
534
535 /**
536  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
537  * @bdev:       blockdevice to lock
538  *
539  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
540  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
541  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
542  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
543  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
544  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
545  * actually.
546  */
547 int freeze_bdev(struct block_device *bdev)
548 {
549         struct super_block *sb;
550         int error = 0;
551
552         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
553         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1)
554                 goto done;
555
556         sb = get_active_super(bdev);
557         if (!sb)
558                 goto sync;
559         if (sb->s_op->freeze_super)
560                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
561         else
562                 error = freeze_super(sb);
563         deactivate_super(sb);
564
565         if (error) {
566                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
567                 goto done;
568         }
569         bdev->bd_fsfreeze_sb = sb;
570
571 sync:
572         sync_blockdev(bdev);
573 done:
574         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
575         return error;
576 }
577 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
578
579 /**
580  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
581  * @bdev:       blockdevice to unlock
582  *
583  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
584  */
585 int thaw_bdev(struct block_device *bdev)
586 {
587         struct super_block *sb;
588         int error = -EINVAL;
589
590         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
591         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
592                 goto out;
593
594         error = 0;
595         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
596                 goto out;
597
598         sb = bdev->bd_fsfreeze_sb;
599         if (!sb)
600                 goto out;
601
602         if (sb->s_op->thaw_super)
603                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
604         else
605                 error = thaw_super(sb);
606         if (error)
607                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
608 out:
609         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
610         return error;
611 }
612 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
613
614 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
615 {
616         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
617 }
618
619 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
620 {
621         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
622 }
623
624 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
625 {
626         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
627 }
628
629 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
630                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
631                         struct page **pagep, void **fsdata)
632 {
633         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
634                                  blkdev_get_block);
635 }
636
637 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
638                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
639                         struct page *page, void *fsdata)
640 {
641         int ret;
642         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
643
644         unlock_page(page);
645         put_page(page);
646
647         return ret;
648 }
649
650 /*
651  * private llseek:
652  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
653  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
654  */
655 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
656 {
657         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
658         loff_t retval;
659
660         inode_lock(bd_inode);
661         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
662         inode_unlock(bd_inode);
663         return retval;
664 }
665         
666 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
667 {
668         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
669         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
670         int error;
671         
672         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
673         if (error)
674                 return error;
675
676         /*
677          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
678          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
679          * O_SYNC writers to a block device.
680          */
681         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL);
682         if (error == -EOPNOTSUPP)
683                 error = 0;
684
685         return error;
686 }
687 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
688
689 /**
690  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
691  * @bdev: The device to read the page from
692  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
693  * @page: The page to read
694  *
695  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
696  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
697  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
698  *
699  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
700  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
701  * than propagate an error back up the stack.
702  *
703  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
704  */
705 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
706                         struct page *page)
707 {
708         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
709         int result = -EOPNOTSUPP;
710
711         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
712                 return result;
713
714         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
715         if (result)
716                 return result;
717         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
718                               REQ_OP_READ);
719         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
720         return result;
721 }
722
723 /**
724  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
725  * @bdev: The device to write the page to
726  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
727  * @page: The page to write
728  * @wbc: The writeback_control for the write
729  *
730  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
731  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
732  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
733  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
734  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
735  *
736  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
737  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
738  * than propagate an error back up the stack.
739  *
740  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
741  */
742 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
743                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
744 {
745         int result;
746         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
747
748         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
749                 return -EOPNOTSUPP;
750         result = blk_queue_enter(bdev->bd_disk->queue, 0);
751         if (result)
752                 return result;
753
754         set_page_writeback(page);
755         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
756                               REQ_OP_WRITE);
757         if (result) {
758                 end_page_writeback(page);
759         } else {
760                 clean_page_buffers(page);
761                 unlock_page(page);
762         }
763         blk_queue_exit(bdev->bd_disk->queue);
764         return result;
765 }
766
767 /*
768  * pseudo-fs
769  */
770
771 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
772 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
773
774 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
775 {
776         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
777         if (!ei)
778                 return NULL;
779         return &ei->vfs_inode;
780 }
781
782 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
783 {
784         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
785 }
786
787 static void init_once(void *data)
788 {
789         struct bdev_inode *ei = data;
790
791         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
792 }
793
794 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
795 {
796         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
797         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
798         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
799         clear_inode(inode);
800         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
801         inode_detach_wb(inode);
802         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
803                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
804                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
805         }
806 }
807
808 static const struct super_operations bdev_sops = {
809         .statfs = simple_statfs,
810         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
811         .free_inode = bdev_free_inode,
812         .drop_inode = generic_delete_inode,
813         .evict_inode = bdev_evict_inode,
814 };
815
816 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
817 {
818         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
819         if (!ctx)
820                 return -ENOMEM;
821         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
822         ctx->ops = &bdev_sops;
823         return 0;
824 }
825
826 static struct file_system_type bd_type = {
827         .name           = "bdev",
828         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
829         .kill_sb        = kill_anon_super,
830 };
831
832 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
833 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
834
835 void __init bdev_cache_init(void)
836 {
837         int err;
838         static struct vfsmount *bd_mnt;
839
840         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
841                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
842                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
843                         init_once);
844         err = register_filesystem(&bd_type);
845         if (err)
846                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
847         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
848         if (IS_ERR(bd_mnt))
849                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
850         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
851 }
852
853 struct block_device *bdev_alloc(struct gendisk *disk, u8 partno)
854 {
855         struct block_device *bdev;
856         struct inode *inode;
857
858         inode = new_inode(blockdev_superblock);
859         if (!inode)
860                 return NULL;
861         inode->i_mode = S_IFBLK;
862         inode->i_rdev = 0;
863         inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
864         mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
865
866         bdev = I_BDEV(inode);
867         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
868         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
869         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
870         spin_lock_init(&bdev->bd_size_lock);
871         bdev->bd_disk = disk;
872         bdev->bd_partno = partno;
873         bdev->bd_inode = inode;
874         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
875 #ifdef CONFIG_SYSFS
876         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
877 #endif
878         return bdev;
879 }
880
881 void bdev_add(struct block_device *bdev, dev_t dev)
882 {
883         bdev->bd_dev = dev;
884         bdev->bd_inode->i_rdev = dev;
885         bdev->bd_inode->i_ino = dev;
886         insert_inode_hash(bdev->bd_inode);
887 }
888
889 static struct block_device *bdget(dev_t dev)
890 {
891         struct inode *inode;
892
893         inode = ilookup(blockdev_superblock, dev);
894         if (!inode)
895                 return NULL;
896         return &BDEV_I(inode)->bdev;
897 }
898
899 /**
900  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
901  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
902  *
903  * Returns the block_device with an additional reference when successful,
904  * or NULL if the inode is already beeing freed.
905  */
906 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
907 {
908         if (!igrab(bdev->bd_inode))
909                 return NULL;
910         return bdev;
911 }
912 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
913
914 struct block_device *bdget_part(struct hd_struct *part)
915 {
916         return bdget(part_devt(part));
917 }
918
919 long nr_blockdev_pages(void)
920 {
921         struct inode *inode;
922         long ret = 0;
923
924         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
925         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list)
926                 ret += inode->i_mapping->nrpages;
927         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
928
929         return ret;
930 }
931
932 void bdput(struct block_device *bdev)
933 {
934         iput(bdev->bd_inode);
935 }
936 EXPORT_SYMBOL(bdput);
937  
938 /**
939  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
940  * @bdev: block device of interest
941  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
942  * @holder: holder trying to claim @bdev
943  *
944  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
945  *
946  * CONTEXT:
947  * spin_lock(&bdev_lock).
948  *
949  * RETURNS:
950  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
951  */
952 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
953                          void *holder)
954 {
955         if (bdev->bd_holder == holder)
956                 return true;     /* already a holder */
957         else if (bdev->bd_holder != NULL)
958                 return false;    /* held by someone else */
959         else if (whole == bdev)
960                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
961
962         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
963                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
964         else if (whole->bd_holder != NULL)
965                 return false;    /* is a partition of a held device */
966         else
967                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
968 }
969
970 /**
971  * bd_prepare_to_claim - claim a block device
972  * @bdev: block device of interest
973  * @holder: holder trying to claim @bdev
974  *
975  * Claim @bdev.  This function fails if @bdev is already claimed by another
976  * holder and waits if another claiming is in progress. return, the caller
977  * has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
978  *
979  * RETURNS:
980  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
981  */
982 int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev, void *holder)
983 {
984         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
985
986         if (WARN_ON_ONCE(!holder))
987                 return -EINVAL;
988 retry:
989         spin_lock(&bdev_lock);
990         /* if someone else claimed, fail */
991         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder)) {
992                 spin_unlock(&bdev_lock);
993                 return -EBUSY;
994         }
995
996         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
997         if (whole->bd_claiming) {
998                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
999                 DEFINE_WAIT(wait);
1000
1001                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1002                 spin_unlock(&bdev_lock);
1003                 schedule();
1004                 finish_wait(wq, &wait);
1005                 goto retry;
1006         }
1007
1008         /* yay, all mine */
1009         whole->bd_claiming = holder;
1010         spin_unlock(&bdev_lock);
1011         return 0;
1012 }
1013 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_prepare_to_claim); /* only for the loop driver */
1014
1015 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1016 {
1017         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1018         /* tell others that we're done */
1019         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1020         whole->bd_claiming = NULL;
1021         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1022 }
1023
1024 /**
1025  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1026  * @bdev: block device of interest
1027  * @holder: holder that has claimed @bdev
1028  *
1029  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1030  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1031  */
1032 static void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1033 {
1034         struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
1035
1036         spin_lock(&bdev_lock);
1037         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1038         /*
1039          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1040          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1041          */
1042         whole->bd_holders++;
1043         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1044         bdev->bd_holders++;
1045         bdev->bd_holder = holder;
1046         bd_clear_claiming(whole, holder);
1047         spin_unlock(&bdev_lock);
1048 }
1049
1050 /**
1051  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1052  * @bdev: block device of interest
1053  * @whole: whole block device
1054  * @holder: holder that has claimed @bdev
1055  *
1056  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1057  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1058  * to block other exclusive openers for a while.
1059  */
1060 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1061 {
1062         spin_lock(&bdev_lock);
1063         bd_clear_claiming(bdev_whole(bdev), holder);
1064         spin_unlock(&bdev_lock);
1065 }
1066 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1067
1068 #ifdef CONFIG_SYSFS
1069 struct bd_holder_disk {
1070         struct list_head        list;
1071         struct gendisk          *disk;
1072         int                     refcnt;
1073 };
1074
1075 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1076                                                   struct gendisk *disk)
1077 {
1078         struct bd_holder_disk *holder;
1079
1080         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1081                 if (holder->disk == disk)
1082                         return holder;
1083         return NULL;
1084 }
1085
1086 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1087 {
1088         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1089 }
1090
1091 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1092 {
1093         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1094 }
1095
1096 /**
1097  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1098  * @bdev: the claimed slave bdev
1099  * @disk: the holding disk
1100  *
1101  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1102  *
1103  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1104  *
1105  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1106  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1107  *
1108  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1109  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1110  *
1111  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1112  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1113  *
1114  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1115  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1116  * lifetime of these symlinks.
1117  *
1118  * CONTEXT:
1119  * Might sleep.
1120  *
1121  * RETURNS:
1122  * 0 on success, -errno on failure.
1123  */
1124 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1125 {
1126         struct bd_holder_disk *holder;
1127         int ret = 0;
1128
1129         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1130
1131         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1132
1133         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1134         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1135                 goto out_unlock;
1136
1137         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1138         if (holder) {
1139                 holder->refcnt++;
1140                 goto out_unlock;
1141         }
1142
1143         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1144         if (!holder) {
1145                 ret = -ENOMEM;
1146                 goto out_unlock;
1147         }
1148
1149         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1150         holder->disk = disk;
1151         holder->refcnt = 1;
1152
1153         ret = add_symlink(disk->slave_dir, bdev_kobj(bdev));
1154         if (ret)
1155                 goto out_free;
1156
1157         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1158         if (ret)
1159                 goto out_del;
1160         /*
1161          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1162          * the holder directory.  Hold on to it.
1163          */
1164         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1165
1166         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1167         goto out_unlock;
1168
1169 out_del:
1170         del_symlink(disk->slave_dir, bdev_kobj(bdev));
1171 out_free:
1172         kfree(holder);
1173 out_unlock:
1174         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1175         return ret;
1176 }
1177 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1178
1179 /**
1180  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1181  * @bdev: the calimed slave bdev
1182  * @disk: the holding disk
1183  *
1184  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1185  *
1186  * CONTEXT:
1187  * Might sleep.
1188  */
1189 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1190 {
1191         struct bd_holder_disk *holder;
1192
1193         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1194
1195         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1196
1197         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1198                 del_symlink(disk->slave_dir, bdev_kobj(bdev));
1199                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1200                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1201                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1202                 list_del_init(&holder->list);
1203                 kfree(holder);
1204         }
1205
1206         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1207 }
1208 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1209 #endif
1210
1211 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1212
1213 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1214 {
1215         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1216         int ret;
1217
1218         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1219
1220         clear_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &bdev->bd_disk->state);
1221
1222 rescan:
1223         ret = blk_drop_partitions(bdev);
1224         if (ret)
1225                 return ret;
1226
1227         /*
1228          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1229          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1230          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1231          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1232          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1233          * userspace for this particular setup.
1234          */
1235         if (invalidate) {
1236                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1237                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1238                         set_capacity(disk, 0);
1239         } else {
1240                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1241                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1242         }
1243
1244         if (get_capacity(disk)) {
1245                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1246                 if (ret == -EAGAIN)
1247                         goto rescan;
1248         } else if (invalidate) {
1249                 /*
1250                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1251                  * changed.
1252                  */
1253                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1254         }
1255
1256         return ret;
1257 }
1258 /*
1259  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1260  * code!
1261  */
1262 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1263
1264 /*
1265  * bd_mutex locking:
1266  *
1267  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1268  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1269  */
1270 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1271 {
1272         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1273         int ret;
1274
1275         if (!bdev->bd_openers) {
1276                 if (!bdev_is_partition(bdev)) {
1277                         ret = -ENXIO;
1278                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, 0);
1279                         if (!bdev->bd_part)
1280                                 goto out_clear;
1281
1282                         ret = 0;
1283                         if (disk->fops->open)
1284                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1285
1286                         if (!ret)
1287                                 set_init_blocksize(bdev);
1288
1289                         /*
1290                          * If the device is invalidated, rescan partition
1291                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1292                          * The latter is necessary to prevent ghost
1293                          * partitions on a removed medium.
1294                          */
1295                         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state) &&
1296                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1297                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1298
1299                         if (ret)
1300                                 goto out_clear;
1301                 } else {
1302                         struct block_device *whole = bdget_disk(disk, 0);
1303
1304                         mutex_lock_nested(&whole->bd_mutex, 1);
1305                         ret = __blkdev_get(whole, mode);
1306                         if (ret) {
1307                                 mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1308                                 bdput(whole);
1309                                 goto out_clear;
1310                         }
1311                         whole->bd_part_count++;
1312                         mutex_unlock(&whole->bd_mutex);
1313
1314                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, bdev->bd_partno);
1315                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1316                             !bdev->bd_part || !bdev_nr_sectors(bdev)) {
1317                                 __blkdev_put(whole, mode, 1);
1318                                 bdput(whole);
1319                                 ret = -ENXIO;
1320                                 goto out_clear;
1321                         }
1322                         set_init_blocksize(bdev);
1323                 }
1324
1325                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1326                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1327         } else {
1328                 if (!bdev_is_partition(bdev)) {
1329                         ret = 0;
1330                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1331                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1332                         /* the same as first opener case, read comment there */
1333                         if (test_bit(GD_NEED_PART_SCAN, &disk->state) &&
1334                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1335                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1336                         if (ret)
1337                                 return ret;
1338                 }
1339         }
1340         bdev->bd_openers++;
1341         return 0;
1342
1343  out_clear:
1344         disk_put_part(bdev->bd_part);
1345         bdev->bd_part = NULL;
1346         return ret;
1347 }
1348
1349 struct block_device *blkdev_get_no_open(dev_t dev)
1350 {
1351         struct block_device *bdev;
1352         struct gendisk *disk;
1353
1354         down_read(&bdev_lookup_sem);
1355         bdev = bdget(dev);
1356         if (!bdev) {
1357                 up_read(&bdev_lookup_sem);
1358                 blk_request_module(dev);
1359                 down_read(&bdev_lookup_sem);
1360
1361                 bdev = bdget(dev);
1362                 if (!bdev)
1363                         goto unlock;
1364         }
1365
1366         disk = bdev->bd_disk;
1367         if (!kobject_get_unless_zero(&disk_to_dev(disk)->kobj))
1368                 goto bdput;
1369         if ((disk->flags & (GENHD_FL_UP | GENHD_FL_HIDDEN)) != GENHD_FL_UP)
1370                 goto put_disk;
1371         if (!try_module_get(bdev->bd_disk->fops->owner))
1372                 goto put_disk;
1373         up_read(&bdev_lookup_sem);
1374         return bdev;
1375 put_disk:
1376         put_disk(disk);
1377 bdput:
1378         bdput(bdev);
1379 unlock:
1380         up_read(&bdev_lookup_sem);
1381         return NULL;
1382 }
1383
1384 void blkdev_put_no_open(struct block_device *bdev)
1385 {
1386         module_put(bdev->bd_disk->fops->owner);
1387         put_disk(bdev->bd_disk);
1388         bdput(bdev);
1389 }
1390
1391 /**
1392  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1393  * @dev: device number of block device to open
1394  * @mode: FMODE_* mask
1395  * @holder: exclusive holder identifier
1396  *
1397  * Open the block device described by device number @dev. If @mode includes
1398  * %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.  Specifying
1399  * %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for
1400  * the same @holder.
1401  *
1402  * Use this interface ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1403  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a device
1404  * number.  Everything else should use blkdev_get_by_path().
1405  *
1406  * CONTEXT:
1407  * Might sleep.
1408  *
1409  * RETURNS:
1410  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1411  */
1412 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1413 {
1414         bool unblock_events = true;
1415         struct block_device *bdev;
1416         struct gendisk *disk;
1417         int ret;
1418
1419         ret = devcgroup_check_permission(DEVCG_DEV_BLOCK,
1420                         MAJOR(dev), MINOR(dev),
1421                         ((mode & FMODE_READ) ? DEVCG_ACC_READ : 0) |
1422                         ((mode & FMODE_WRITE) ? DEVCG_ACC_WRITE : 0));
1423         if (ret)
1424                 return ERR_PTR(ret);
1425
1426         /*
1427          * If we lost a race with 'disk' being deleted, try again.  See md.c.
1428          */
1429 retry:
1430         bdev = blkdev_get_no_open(dev);
1431         if (!bdev)
1432                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1433         disk = bdev->bd_disk;
1434
1435         if (mode & FMODE_EXCL) {
1436                 ret = bd_prepare_to_claim(bdev, holder);
1437                 if (ret)
1438                         goto put_blkdev;
1439         }
1440
1441         disk_block_events(disk);
1442
1443         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1444         ret =__blkdev_get(bdev, mode);
1445         if (ret)
1446                 goto abort_claiming;
1447         if (mode & FMODE_EXCL) {
1448                 bd_finish_claiming(bdev, holder);
1449
1450                 /*
1451                  * Block event polling for write claims if requested.  Any write
1452                  * holder makes the write_holder state stick until all are
1453                  * released.  This is good enough and tracking individual
1454                  * writeable reference is too fragile given the way @mode is
1455                  * used in blkdev_get/put().
1456                  */
1457                 if ((mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1458                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1459                         bdev->bd_write_holder = true;
1460                         unblock_events = false;
1461                 }
1462         }
1463         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1464
1465         if (unblock_events)
1466                 disk_unblock_events(disk);
1467         return bdev;
1468
1469 abort_claiming:
1470         if (mode & FMODE_EXCL)
1471                 bd_abort_claiming(bdev, holder);
1472         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1473         disk_unblock_events(disk);
1474 put_blkdev:
1475         blkdev_put_no_open(bdev);
1476         if (ret == -ERESTARTSYS)
1477                 goto retry;
1478         return ERR_PTR(ret);
1479 }
1480 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1481
1482 /**
1483  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1484  * @path: path to the block device to open
1485  * @mode: FMODE_* mask
1486  * @holder: exclusive holder identifier
1487  *
1488  * Open the block device described by the device file at @path.  If @mode
1489  * includes %FMODE_EXCL, the block device is opened with exclusive access.
1490  * Specifying %FMODE_EXCL with a %NULL @holder is invalid.  Exclusive opens may
1491  * nest for the same @holder.
1492  *
1493  * CONTEXT:
1494  * Might sleep.
1495  *
1496  * RETURNS:
1497  * Reference to the block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1498  */
1499 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1500                                         void *holder)
1501 {
1502         struct block_device *bdev;
1503         dev_t dev;
1504         int error;
1505
1506         error = lookup_bdev(path, &dev);
1507         if (error)
1508                 return ERR_PTR(error);
1509
1510         bdev = blkdev_get_by_dev(dev, mode, holder);
1511         if (!IS_ERR(bdev) && (mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1512                 blkdev_put(bdev, mode);
1513                 return ERR_PTR(-EACCES);
1514         }
1515
1516         return bdev;
1517 }
1518 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1519
1520 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1521 {
1522         struct block_device *bdev;
1523
1524         /*
1525          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1526          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1527          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1528          * during an unstable branch.
1529          */
1530         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1531
1532         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT | FMODE_BUF_RASYNC;
1533
1534         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1535                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1536         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1537                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1538         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1539                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1540
1541         bdev = blkdev_get_by_dev(inode->i_rdev, filp->f_mode, filp);
1542         if (IS_ERR(bdev))
1543                 return PTR_ERR(bdev);
1544         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1545         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1546         return 0;
1547 }
1548
1549 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1550 {
1551         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1552         struct block_device *victim = NULL;
1553
1554         /*
1555          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1556          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1557          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1558          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1559          * syncs while holding the mutex.
1560          */
1561         if (bdev->bd_openers == 1)
1562                 sync_blockdev(bdev);
1563
1564         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1565         if (for_part)
1566                 bdev->bd_part_count--;
1567
1568         if (!--bdev->bd_openers) {
1569                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1570                 sync_blockdev(bdev);
1571                 kill_bdev(bdev);
1572                 bdev_write_inode(bdev);
1573
1574                 if (!bdev_is_partition(bdev) && disk->fops->release)
1575                         disk->fops->release(disk, mode);
1576
1577                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1578                 bdev->bd_part = NULL;
1579                 if (bdev_is_partition(bdev))
1580                         victim = bdev_whole(bdev);
1581         } else {
1582                 if (!bdev_is_partition(bdev) && disk->fops->release)
1583                         disk->fops->release(disk, mode);
1584         }
1585         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1586         if (victim) {
1587                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1588                 bdput(victim);
1589         }
1590 }
1591
1592 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1593 {
1594         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1595
1596         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1597
1598         if (mode & FMODE_EXCL) {
1599                 struct block_device *whole = bdev_whole(bdev);
1600                 bool bdev_free;
1601
1602                 /*
1603                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1604                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1605                  * synchronize disk_holder unlinking.
1606                  */
1607                 spin_lock(&bdev_lock);
1608
1609                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1610                 WARN_ON_ONCE(--whole->bd_holders < 0);
1611
1612                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1613                         bdev->bd_holder = NULL;
1614                 if (!whole->bd_holders)
1615                         whole->bd_holder = NULL;
1616
1617                 spin_unlock(&bdev_lock);
1618
1619                 /*
1620                  * If this was the last claim, remove holder link and
1621                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1622                  */
1623                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1624                         disk_unblock_events(disk);
1625                         bdev->bd_write_holder = false;
1626                 }
1627         }
1628
1629         /*
1630          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1631          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1632          * from userland - e.g. eject(1).
1633          */
1634         disk_flush_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1635         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1636
1637         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1638         blkdev_put_no_open(bdev);
1639 }
1640 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1641
1642 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1643 {
1644         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1645         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1646         return 0;
1647 }
1648
1649 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1650 {
1651         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1652         fmode_t mode = file->f_mode;
1653
1654         /*
1655          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1656          * to updated it before every ioctl.
1657          */
1658         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1659                 mode |= FMODE_NDELAY;
1660         else
1661                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1662
1663         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1668  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1669  *
1670  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1671  * use.
1672  */
1673 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1674 {
1675         struct file *file = iocb->ki_filp;
1676         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1677         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1678         struct blk_plug plug;
1679         ssize_t ret;
1680
1681         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
1682                 return -EPERM;
1683
1684         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode->i_rdev))
1685                 return -ETXTBSY;
1686
1687         if (!iov_iter_count(from))
1688                 return 0;
1689
1690         if (iocb->ki_pos >= size)
1691                 return -ENOSPC;
1692
1693         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
1694                 return -EOPNOTSUPP;
1695
1696         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
1697
1698         blk_start_plug(&plug);
1699         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
1700         if (ret > 0)
1701                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
1702         blk_finish_plug(&plug);
1703         return ret;
1704 }
1705 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
1706
1707 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
1708 {
1709         struct file *file = iocb->ki_filp;
1710         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
1711         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
1712         loff_t pos = iocb->ki_pos;
1713
1714         if (pos >= size)
1715                 return 0;
1716
1717         size -= pos;
1718         iov_iter_truncate(to, size);
1719         return generic_file_read_iter(iocb, to);
1720 }
1721 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
1722
1723 /*
1724  * Try to release a page associated with block device when the system
1725  * is under memory pressure.
1726  */
1727 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
1728 {
1729         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
1730
1731         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
1732                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
1733
1734         return try_to_free_buffers(page);
1735 }
1736
1737 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
1738                              struct writeback_control *wbc)
1739 {
1740         return generic_writepages(mapping, wbc);
1741 }
1742
1743 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
1744         .readpage       = blkdev_readpage,
1745         .readahead      = blkdev_readahead,
1746         .writepage      = blkdev_writepage,
1747         .write_begin    = blkdev_write_begin,
1748         .write_end      = blkdev_write_end,
1749         .writepages     = blkdev_writepages,
1750         .releasepage    = blkdev_releasepage,
1751         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
1752         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
1753         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
1754 };
1755
1756 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
1757                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
1758                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
1759
1760 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
1761                              loff_t len)
1762 {
1763         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1764         loff_t end = start + len - 1;
1765         loff_t isize;
1766         int error;
1767
1768         /* Fail if we don't recognize the flags. */
1769         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
1770                 return -EOPNOTSUPP;
1771
1772         /* Don't go off the end of the device. */
1773         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
1774         if (start >= isize)
1775                 return -EINVAL;
1776         if (end >= isize) {
1777                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
1778                         len = isize - start;
1779                         end = start + len - 1;
1780                 } else
1781                         return -EINVAL;
1782         }
1783
1784         /*
1785          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
1786          */
1787         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
1788                 return -EINVAL;
1789
1790         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
1791         error = truncate_bdev_range(bdev, file->f_mode, start, end);
1792         if (error)
1793                 return error;
1794
1795         switch (mode) {
1796         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
1797         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1798                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1799                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
1800                 break;
1801         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
1802                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
1803                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
1804                 break;
1805         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
1806                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
1807                                              GFP_KERNEL, 0);
1808                 break;
1809         default:
1810                 return -EOPNOTSUPP;
1811         }
1812         if (error)
1813                 return error;
1814
1815         /*
1816          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
1817          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
1818          * inclusive, so the rounding here is safe.
1819          */
1820         return invalidate_inode_pages2_range(bdev->bd_inode->i_mapping,
1821                                              start >> PAGE_SHIFT,
1822                                              end >> PAGE_SHIFT);
1823 }
1824
1825 const struct file_operations def_blk_fops = {
1826         .open           = blkdev_open,
1827         .release        = blkdev_close,
1828         .llseek         = block_llseek,
1829         .read_iter      = blkdev_read_iter,
1830         .write_iter     = blkdev_write_iter,
1831         .iopoll         = blkdev_iopoll,
1832         .mmap           = generic_file_mmap,
1833         .fsync          = blkdev_fsync,
1834         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
1835 #ifdef CONFIG_COMPAT
1836         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
1837 #endif
1838         .splice_read    = generic_file_splice_read,
1839         .splice_write   = iter_file_splice_write,
1840         .fallocate      = blkdev_fallocate,
1841 };
1842
1843 /**
1844  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
1845  * @pathname:   special file representing the block device
1846  *
1847  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
1848  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
1849  * otherwise.
1850  */
1851 int lookup_bdev(const char *pathname, dev_t *dev)
1852 {
1853         struct inode *inode;
1854         struct path path;
1855         int error;
1856
1857         if (!pathname || !*pathname)
1858                 return -EINVAL;
1859
1860         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
1861         if (error)
1862                 return error;
1863
1864         inode = d_backing_inode(path.dentry);
1865         error = -ENOTBLK;
1866         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
1867                 goto out_path_put;
1868         error = -EACCES;
1869         if (!may_open_dev(&path))
1870                 goto out_path_put;
1871
1872         *dev = inode->i_rdev;
1873         error = 0;
1874 out_path_put:
1875         path_put(&path);
1876         return error;
1877 }
1878 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
1879
1880 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1881 {
1882         struct super_block *sb = get_super(bdev);
1883         int res = 0;
1884
1885         if (sb) {
1886                 /*
1887                  * no need to lock the super, get_super holds the
1888                  * read mutex so the filesystem cannot go away
1889                  * under us (->put_super runs with the write lock
1890                  * hold).
1891                  */
1892                 shrink_dcache_sb(sb);
1893                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
1894                 drop_super(sb);
1895         }
1896         invalidate_bdev(bdev);
1897         return res;
1898 }
1899 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
1900
1901 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
1902 {
1903         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
1904
1905         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1906         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
1907                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
1908                 struct block_device *bdev;
1909
1910                 spin_lock(&inode->i_lock);
1911                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
1912                     mapping->nrpages == 0) {
1913                         spin_unlock(&inode->i_lock);
1914                         continue;
1915                 }
1916                 __iget(inode);
1917                 spin_unlock(&inode->i_lock);
1918                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1919                 /*
1920                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
1921                  * removed from s_inodes list while we dropped the
1922                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
1923                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
1924                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
1925                  * later.
1926                  */
1927                 iput(old_inode);
1928                 old_inode = inode;
1929                 bdev = I_BDEV(inode);
1930
1931                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1932                 if (bdev->bd_openers)
1933                         func(bdev, arg);
1934                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1935
1936                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1937         }
1938         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
1939         iput(old_inode);
1940 }