Merge tag 'exfat-for-5.8-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/linkin...
[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 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 EXPORT_SYMBOL(kill_bdev);
89
90 /* Invalidate clean unused buffers and pagecache. */
91 void invalidate_bdev(struct block_device *bdev)
92 {
93         struct address_space *mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
94
95         if (mapping->nrpages) {
96                 invalidate_bh_lrus();
97                 lru_add_drain_all();    /* make sure all lru add caches are flushed */
98                 invalidate_mapping_pages(mapping, 0, -1);
99         }
100         /* 99% of the time, we don't need to flush the cleancache on the bdev.
101          * But, for the strange corners, lets be cautious
102          */
103         cleancache_invalidate_inode(mapping);
104 }
105 EXPORT_SYMBOL(invalidate_bdev);
106
107 static void set_init_blocksize(struct block_device *bdev)
108 {
109         unsigned bsize = bdev_logical_block_size(bdev);
110         loff_t size = i_size_read(bdev->bd_inode);
111
112         while (bsize < PAGE_SIZE) {
113                 if (size & bsize)
114                         break;
115                 bsize <<= 1;
116         }
117         bdev->bd_block_size = bsize;
118         bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(bsize);
119 }
120
121 int set_blocksize(struct block_device *bdev, int size)
122 {
123         /* Size must be a power of two, and between 512 and PAGE_SIZE */
124         if (size > PAGE_SIZE || size < 512 || !is_power_of_2(size))
125                 return -EINVAL;
126
127         /* Size cannot be smaller than the size supported by the device */
128         if (size < bdev_logical_block_size(bdev))
129                 return -EINVAL;
130
131         /* Don't change the size if it is same as current */
132         if (bdev->bd_block_size != size) {
133                 sync_blockdev(bdev);
134                 bdev->bd_block_size = size;
135                 bdev->bd_inode->i_blkbits = blksize_bits(size);
136                 kill_bdev(bdev);
137         }
138         return 0;
139 }
140
141 EXPORT_SYMBOL(set_blocksize);
142
143 int sb_set_blocksize(struct super_block *sb, int size)
144 {
145         if (set_blocksize(sb->s_bdev, size))
146                 return 0;
147         /* If we get here, we know size is power of two
148          * and it's value is between 512 and PAGE_SIZE */
149         sb->s_blocksize = size;
150         sb->s_blocksize_bits = blksize_bits(size);
151         return sb->s_blocksize;
152 }
153
154 EXPORT_SYMBOL(sb_set_blocksize);
155
156 int sb_min_blocksize(struct super_block *sb, int size)
157 {
158         int minsize = bdev_logical_block_size(sb->s_bdev);
159         if (size < minsize)
160                 size = minsize;
161         return sb_set_blocksize(sb, size);
162 }
163
164 EXPORT_SYMBOL(sb_min_blocksize);
165
166 static int
167 blkdev_get_block(struct inode *inode, sector_t iblock,
168                 struct buffer_head *bh, int create)
169 {
170         bh->b_bdev = I_BDEV(inode);
171         bh->b_blocknr = iblock;
172         set_buffer_mapped(bh);
173         return 0;
174 }
175
176 static struct inode *bdev_file_inode(struct file *file)
177 {
178         return file->f_mapping->host;
179 }
180
181 static unsigned int dio_bio_write_op(struct kiocb *iocb)
182 {
183         unsigned int op = REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC | REQ_IDLE;
184
185         /* avoid the need for a I/O completion work item */
186         if (iocb->ki_flags & IOCB_DSYNC)
187                 op |= REQ_FUA;
188         return op;
189 }
190
191 #define DIO_INLINE_BIO_VECS 4
192
193 static void blkdev_bio_end_io_simple(struct bio *bio)
194 {
195         struct task_struct *waiter = bio->bi_private;
196
197         WRITE_ONCE(bio->bi_private, NULL);
198         blk_wake_io_task(waiter);
199 }
200
201 static ssize_t
202 __blkdev_direct_IO_simple(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter,
203                 int nr_pages)
204 {
205         struct file *file = iocb->ki_filp;
206         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
207         struct bio_vec inline_vecs[DIO_INLINE_BIO_VECS], *vecs;
208         loff_t pos = iocb->ki_pos;
209         bool should_dirty = false;
210         struct bio bio;
211         ssize_t ret;
212         blk_qc_t qc;
213
214         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
215             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
216                 return -EINVAL;
217
218         if (nr_pages <= DIO_INLINE_BIO_VECS)
219                 vecs = inline_vecs;
220         else {
221                 vecs = kmalloc_array(nr_pages, sizeof(struct bio_vec),
222                                      GFP_KERNEL);
223                 if (!vecs)
224                         return -ENOMEM;
225         }
226
227         bio_init(&bio, vecs, nr_pages);
228         bio_set_dev(&bio, bdev);
229         bio.bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
230         bio.bi_write_hint = iocb->ki_hint;
231         bio.bi_private = current;
232         bio.bi_end_io = blkdev_bio_end_io_simple;
233         bio.bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
234
235         ret = bio_iov_iter_get_pages(&bio, iter);
236         if (unlikely(ret))
237                 goto out;
238         ret = bio.bi_iter.bi_size;
239
240         if (iov_iter_rw(iter) == READ) {
241                 bio.bi_opf = REQ_OP_READ;
242                 if (iter_is_iovec(iter))
243                         should_dirty = true;
244         } else {
245                 bio.bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
246                 task_io_account_write(ret);
247         }
248         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI)
249                 bio_set_polled(&bio, iocb);
250
251         qc = submit_bio(&bio);
252         for (;;) {
253                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
254                 if (!READ_ONCE(bio.bi_private))
255                         break;
256                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
257                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
258                         blk_io_schedule();
259         }
260         __set_current_state(TASK_RUNNING);
261
262         bio_release_pages(&bio, should_dirty);
263         if (unlikely(bio.bi_status))
264                 ret = blk_status_to_errno(bio.bi_status);
265
266 out:
267         if (vecs != inline_vecs)
268                 kfree(vecs);
269
270         bio_uninit(&bio);
271
272         return ret;
273 }
274
275 struct blkdev_dio {
276         union {
277                 struct kiocb            *iocb;
278                 struct task_struct      *waiter;
279         };
280         size_t                  size;
281         atomic_t                ref;
282         bool                    multi_bio : 1;
283         bool                    should_dirty : 1;
284         bool                    is_sync : 1;
285         struct bio              bio;
286 };
287
288 static struct bio_set blkdev_dio_pool;
289
290 static int blkdev_iopoll(struct kiocb *kiocb, bool wait)
291 {
292         struct block_device *bdev = I_BDEV(kiocb->ki_filp->f_mapping->host);
293         struct request_queue *q = bdev_get_queue(bdev);
294
295         return blk_poll(q, READ_ONCE(kiocb->ki_cookie), wait);
296 }
297
298 static void blkdev_bio_end_io(struct bio *bio)
299 {
300         struct blkdev_dio *dio = bio->bi_private;
301         bool should_dirty = dio->should_dirty;
302
303         if (bio->bi_status && !dio->bio.bi_status)
304                 dio->bio.bi_status = bio->bi_status;
305
306         if (!dio->multi_bio || atomic_dec_and_test(&dio->ref)) {
307                 if (!dio->is_sync) {
308                         struct kiocb *iocb = dio->iocb;
309                         ssize_t ret;
310
311                         if (likely(!dio->bio.bi_status)) {
312                                 ret = dio->size;
313                                 iocb->ki_pos += ret;
314                         } else {
315                                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
316                         }
317
318                         dio->iocb->ki_complete(iocb, ret, 0);
319                         if (dio->multi_bio)
320                                 bio_put(&dio->bio);
321                 } else {
322                         struct task_struct *waiter = dio->waiter;
323
324                         WRITE_ONCE(dio->waiter, NULL);
325                         blk_wake_io_task(waiter);
326                 }
327         }
328
329         if (should_dirty) {
330                 bio_check_pages_dirty(bio);
331         } else {
332                 bio_release_pages(bio, false);
333                 bio_put(bio);
334         }
335 }
336
337 static ssize_t
338 __blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter, int nr_pages)
339 {
340         struct file *file = iocb->ki_filp;
341         struct inode *inode = bdev_file_inode(file);
342         struct block_device *bdev = I_BDEV(inode);
343         struct blk_plug plug;
344         struct blkdev_dio *dio;
345         struct bio *bio;
346         bool is_poll = (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) != 0;
347         bool is_read = (iov_iter_rw(iter) == READ), is_sync;
348         loff_t pos = iocb->ki_pos;
349         blk_qc_t qc = BLK_QC_T_NONE;
350         int ret = 0;
351
352         if ((pos | iov_iter_alignment(iter)) &
353             (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
354                 return -EINVAL;
355
356         bio = bio_alloc_bioset(GFP_KERNEL, nr_pages, &blkdev_dio_pool);
357
358         dio = container_of(bio, struct blkdev_dio, bio);
359         dio->is_sync = is_sync = is_sync_kiocb(iocb);
360         if (dio->is_sync) {
361                 dio->waiter = current;
362                 bio_get(bio);
363         } else {
364                 dio->iocb = iocb;
365         }
366
367         dio->size = 0;
368         dio->multi_bio = false;
369         dio->should_dirty = is_read && iter_is_iovec(iter);
370
371         /*
372          * Don't plug for HIPRI/polled IO, as those should go straight
373          * to issue
374          */
375         if (!is_poll)
376                 blk_start_plug(&plug);
377
378         for (;;) {
379                 bio_set_dev(bio, bdev);
380                 bio->bi_iter.bi_sector = pos >> 9;
381                 bio->bi_write_hint = iocb->ki_hint;
382                 bio->bi_private = dio;
383                 bio->bi_end_io = blkdev_bio_end_io;
384                 bio->bi_ioprio = iocb->ki_ioprio;
385
386                 ret = bio_iov_iter_get_pages(bio, iter);
387                 if (unlikely(ret)) {
388                         bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
389                         bio_endio(bio);
390                         break;
391                 }
392
393                 if (is_read) {
394                         bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
395                         if (dio->should_dirty)
396                                 bio_set_pages_dirty(bio);
397                 } else {
398                         bio->bi_opf = dio_bio_write_op(iocb);
399                         task_io_account_write(bio->bi_iter.bi_size);
400                 }
401
402                 dio->size += bio->bi_iter.bi_size;
403                 pos += bio->bi_iter.bi_size;
404
405                 nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES);
406                 if (!nr_pages) {
407                         bool polled = false;
408
409                         if (iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) {
410                                 bio_set_polled(bio, iocb);
411                                 polled = true;
412                         }
413
414                         qc = submit_bio(bio);
415
416                         if (polled)
417                                 WRITE_ONCE(iocb->ki_cookie, qc);
418                         break;
419                 }
420
421                 if (!dio->multi_bio) {
422                         /*
423                          * AIO needs an extra reference to ensure the dio
424                          * structure which is embedded into the first bio
425                          * stays around.
426                          */
427                         if (!is_sync)
428                                 bio_get(bio);
429                         dio->multi_bio = true;
430                         atomic_set(&dio->ref, 2);
431                 } else {
432                         atomic_inc(&dio->ref);
433                 }
434
435                 submit_bio(bio);
436                 bio = bio_alloc(GFP_KERNEL, nr_pages);
437         }
438
439         if (!is_poll)
440                 blk_finish_plug(&plug);
441
442         if (!is_sync)
443                 return -EIOCBQUEUED;
444
445         for (;;) {
446                 set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
447                 if (!READ_ONCE(dio->waiter))
448                         break;
449
450                 if (!(iocb->ki_flags & IOCB_HIPRI) ||
451                     !blk_poll(bdev_get_queue(bdev), qc, true))
452                         blk_io_schedule();
453         }
454         __set_current_state(TASK_RUNNING);
455
456         if (!ret)
457                 ret = blk_status_to_errno(dio->bio.bi_status);
458         if (likely(!ret))
459                 ret = dio->size;
460
461         bio_put(&dio->bio);
462         return ret;
463 }
464
465 static ssize_t
466 blkdev_direct_IO(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *iter)
467 {
468         int nr_pages;
469
470         nr_pages = iov_iter_npages(iter, BIO_MAX_PAGES + 1);
471         if (!nr_pages)
472                 return 0;
473         if (is_sync_kiocb(iocb) && nr_pages <= BIO_MAX_PAGES)
474                 return __blkdev_direct_IO_simple(iocb, iter, nr_pages);
475
476         return __blkdev_direct_IO(iocb, iter, min(nr_pages, BIO_MAX_PAGES));
477 }
478
479 static __init int blkdev_init(void)
480 {
481         return bioset_init(&blkdev_dio_pool, 4, offsetof(struct blkdev_dio, bio), BIOSET_NEED_BVECS);
482 }
483 module_init(blkdev_init);
484
485 int __sync_blockdev(struct block_device *bdev, int wait)
486 {
487         if (!bdev)
488                 return 0;
489         if (!wait)
490                 return filemap_flush(bdev->bd_inode->i_mapping);
491         return filemap_write_and_wait(bdev->bd_inode->i_mapping);
492 }
493
494 /*
495  * Write out and wait upon all the dirty data associated with a block
496  * device via its mapping.  Does not take the superblock lock.
497  */
498 int sync_blockdev(struct block_device *bdev)
499 {
500         return __sync_blockdev(bdev, 1);
501 }
502 EXPORT_SYMBOL(sync_blockdev);
503
504 /*
505  * Write out and wait upon all dirty data associated with this
506  * device.   Filesystem data as well as the underlying block
507  * device.  Takes the superblock lock.
508  */
509 int fsync_bdev(struct block_device *bdev)
510 {
511         struct super_block *sb = get_super(bdev);
512         if (sb) {
513                 int res = sync_filesystem(sb);
514                 drop_super(sb);
515                 return res;
516         }
517         return sync_blockdev(bdev);
518 }
519 EXPORT_SYMBOL(fsync_bdev);
520
521 /**
522  * freeze_bdev  --  lock a filesystem and force it into a consistent state
523  * @bdev:       blockdevice to lock
524  *
525  * If a superblock is found on this device, we take the s_umount semaphore
526  * on it to make sure nobody unmounts until the snapshot creation is done.
527  * The reference counter (bd_fsfreeze_count) guarantees that only the last
528  * unfreeze process can unfreeze the frozen filesystem actually when multiple
529  * freeze requests arrive simultaneously. It counts up in freeze_bdev() and
530  * count down in thaw_bdev(). When it becomes 0, thaw_bdev() will unfreeze
531  * actually.
532  */
533 struct super_block *freeze_bdev(struct block_device *bdev)
534 {
535         struct super_block *sb;
536         int error = 0;
537
538         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
539         if (++bdev->bd_fsfreeze_count > 1) {
540                 /*
541                  * We don't even need to grab a reference - the first call
542                  * to freeze_bdev grab an active reference and only the last
543                  * thaw_bdev drops it.
544                  */
545                 sb = get_super(bdev);
546                 if (sb)
547                         drop_super(sb);
548                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
549                 return sb;
550         }
551
552         sb = get_active_super(bdev);
553         if (!sb)
554                 goto out;
555         if (sb->s_op->freeze_super)
556                 error = sb->s_op->freeze_super(sb);
557         else
558                 error = freeze_super(sb);
559         if (error) {
560                 deactivate_super(sb);
561                 bdev->bd_fsfreeze_count--;
562                 mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
563                 return ERR_PTR(error);
564         }
565         deactivate_super(sb);
566  out:
567         sync_blockdev(bdev);
568         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
569         return sb;      /* thaw_bdev releases s->s_umount */
570 }
571 EXPORT_SYMBOL(freeze_bdev);
572
573 /**
574  * thaw_bdev  -- unlock filesystem
575  * @bdev:       blockdevice to unlock
576  * @sb:         associated superblock
577  *
578  * Unlocks the filesystem and marks it writeable again after freeze_bdev().
579  */
580 int thaw_bdev(struct block_device *bdev, struct super_block *sb)
581 {
582         int error = -EINVAL;
583
584         mutex_lock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
585         if (!bdev->bd_fsfreeze_count)
586                 goto out;
587
588         error = 0;
589         if (--bdev->bd_fsfreeze_count > 0)
590                 goto out;
591
592         if (!sb)
593                 goto out;
594
595         if (sb->s_op->thaw_super)
596                 error = sb->s_op->thaw_super(sb);
597         else
598                 error = thaw_super(sb);
599         if (error)
600                 bdev->bd_fsfreeze_count++;
601 out:
602         mutex_unlock(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
603         return error;
604 }
605 EXPORT_SYMBOL(thaw_bdev);
606
607 static int blkdev_writepage(struct page *page, struct writeback_control *wbc)
608 {
609         return block_write_full_page(page, blkdev_get_block, wbc);
610 }
611
612 static int blkdev_readpage(struct file * file, struct page * page)
613 {
614         return block_read_full_page(page, blkdev_get_block);
615 }
616
617 static void blkdev_readahead(struct readahead_control *rac)
618 {
619         mpage_readahead(rac, blkdev_get_block);
620 }
621
622 static int blkdev_write_begin(struct file *file, struct address_space *mapping,
623                         loff_t pos, unsigned len, unsigned flags,
624                         struct page **pagep, void **fsdata)
625 {
626         return block_write_begin(mapping, pos, len, flags, pagep,
627                                  blkdev_get_block);
628 }
629
630 static int blkdev_write_end(struct file *file, struct address_space *mapping,
631                         loff_t pos, unsigned len, unsigned copied,
632                         struct page *page, void *fsdata)
633 {
634         int ret;
635         ret = block_write_end(file, mapping, pos, len, copied, page, fsdata);
636
637         unlock_page(page);
638         put_page(page);
639
640         return ret;
641 }
642
643 /*
644  * private llseek:
645  * for a block special file file_inode(file)->i_size is zero
646  * so we compute the size by hand (just as in block_read/write above)
647  */
648 static loff_t block_llseek(struct file *file, loff_t offset, int whence)
649 {
650         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
651         loff_t retval;
652
653         inode_lock(bd_inode);
654         retval = fixed_size_llseek(file, offset, whence, i_size_read(bd_inode));
655         inode_unlock(bd_inode);
656         return retval;
657 }
658         
659 int blkdev_fsync(struct file *filp, loff_t start, loff_t end, int datasync)
660 {
661         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(filp);
662         struct block_device *bdev = I_BDEV(bd_inode);
663         int error;
664         
665         error = file_write_and_wait_range(filp, start, end);
666         if (error)
667                 return error;
668
669         /*
670          * There is no need to serialise calls to blkdev_issue_flush with
671          * i_mutex and doing so causes performance issues with concurrent
672          * O_SYNC writers to a block device.
673          */
674         error = blkdev_issue_flush(bdev, GFP_KERNEL);
675         if (error == -EOPNOTSUPP)
676                 error = 0;
677
678         return error;
679 }
680 EXPORT_SYMBOL(blkdev_fsync);
681
682 /**
683  * bdev_read_page() - Start reading a page from a block device
684  * @bdev: The device to read the page from
685  * @sector: The offset on the device to read the page to (need not be aligned)
686  * @page: The page to read
687  *
688  * On entry, the page should be locked.  It will be unlocked when the page
689  * has been read.  If the block driver implements rw_page synchronously,
690  * that will be true on exit from this function, but it need not be.
691  *
692  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
693  * queue full; callers should try a different route to read this page rather
694  * than propagate an error back up the stack.
695  *
696  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
697  */
698 int bdev_read_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
699                         struct page *page)
700 {
701         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
702         int result = -EOPNOTSUPP;
703
704         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
705                 return result;
706
707         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
708         if (result)
709                 return result;
710         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
711                               REQ_OP_READ);
712         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
713         return result;
714 }
715
716 /**
717  * bdev_write_page() - Start writing a page to a block device
718  * @bdev: The device to write the page to
719  * @sector: The offset on the device to write the page to (need not be aligned)
720  * @page: The page to write
721  * @wbc: The writeback_control for the write
722  *
723  * On entry, the page should be locked and not currently under writeback.
724  * On exit, if the write started successfully, the page will be unlocked and
725  * under writeback.  If the write failed already (eg the driver failed to
726  * queue the page to the device), the page will still be locked.  If the
727  * caller is a ->writepage implementation, it will need to unlock the page.
728  *
729  * Errors returned by this function are usually "soft", eg out of memory, or
730  * queue full; callers should try a different route to write this page rather
731  * than propagate an error back up the stack.
732  *
733  * Return: negative errno if an error occurs, 0 if submission was successful.
734  */
735 int bdev_write_page(struct block_device *bdev, sector_t sector,
736                         struct page *page, struct writeback_control *wbc)
737 {
738         int result;
739         const struct block_device_operations *ops = bdev->bd_disk->fops;
740
741         if (!ops->rw_page || bdev_get_integrity(bdev))
742                 return -EOPNOTSUPP;
743         result = blk_queue_enter(bdev->bd_queue, 0);
744         if (result)
745                 return result;
746
747         set_page_writeback(page);
748         result = ops->rw_page(bdev, sector + get_start_sect(bdev), page,
749                               REQ_OP_WRITE);
750         if (result) {
751                 end_page_writeback(page);
752         } else {
753                 clean_page_buffers(page);
754                 unlock_page(page);
755         }
756         blk_queue_exit(bdev->bd_queue);
757         return result;
758 }
759
760 /*
761  * pseudo-fs
762  */
763
764 static  __cacheline_aligned_in_smp DEFINE_SPINLOCK(bdev_lock);
765 static struct kmem_cache * bdev_cachep __read_mostly;
766
767 static struct inode *bdev_alloc_inode(struct super_block *sb)
768 {
769         struct bdev_inode *ei = kmem_cache_alloc(bdev_cachep, GFP_KERNEL);
770         if (!ei)
771                 return NULL;
772         return &ei->vfs_inode;
773 }
774
775 static void bdev_free_inode(struct inode *inode)
776 {
777         kmem_cache_free(bdev_cachep, BDEV_I(inode));
778 }
779
780 static void init_once(void *foo)
781 {
782         struct bdev_inode *ei = (struct bdev_inode *) foo;
783         struct block_device *bdev = &ei->bdev;
784
785         memset(bdev, 0, sizeof(*bdev));
786         mutex_init(&bdev->bd_mutex);
787         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_list);
788 #ifdef CONFIG_SYSFS
789         INIT_LIST_HEAD(&bdev->bd_holder_disks);
790 #endif
791         bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
792         inode_init_once(&ei->vfs_inode);
793         /* Initialize mutex for freeze. */
794         mutex_init(&bdev->bd_fsfreeze_mutex);
795 }
796
797 static void bdev_evict_inode(struct inode *inode)
798 {
799         struct block_device *bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
800         truncate_inode_pages_final(&inode->i_data);
801         invalidate_inode_buffers(inode); /* is it needed here? */
802         clear_inode(inode);
803         spin_lock(&bdev_lock);
804         list_del_init(&bdev->bd_list);
805         spin_unlock(&bdev_lock);
806         /* Detach inode from wb early as bdi_put() may free bdi->wb */
807         inode_detach_wb(inode);
808         if (bdev->bd_bdi != &noop_backing_dev_info) {
809                 bdi_put(bdev->bd_bdi);
810                 bdev->bd_bdi = &noop_backing_dev_info;
811         }
812 }
813
814 static const struct super_operations bdev_sops = {
815         .statfs = simple_statfs,
816         .alloc_inode = bdev_alloc_inode,
817         .free_inode = bdev_free_inode,
818         .drop_inode = generic_delete_inode,
819         .evict_inode = bdev_evict_inode,
820 };
821
822 static int bd_init_fs_context(struct fs_context *fc)
823 {
824         struct pseudo_fs_context *ctx = init_pseudo(fc, BDEVFS_MAGIC);
825         if (!ctx)
826                 return -ENOMEM;
827         fc->s_iflags |= SB_I_CGROUPWB;
828         ctx->ops = &bdev_sops;
829         return 0;
830 }
831
832 static struct file_system_type bd_type = {
833         .name           = "bdev",
834         .init_fs_context = bd_init_fs_context,
835         .kill_sb        = kill_anon_super,
836 };
837
838 struct super_block *blockdev_superblock __read_mostly;
839 EXPORT_SYMBOL_GPL(blockdev_superblock);
840
841 void __init bdev_cache_init(void)
842 {
843         int err;
844         static struct vfsmount *bd_mnt;
845
846         bdev_cachep = kmem_cache_create("bdev_cache", sizeof(struct bdev_inode),
847                         0, (SLAB_HWCACHE_ALIGN|SLAB_RECLAIM_ACCOUNT|
848                                 SLAB_MEM_SPREAD|SLAB_ACCOUNT|SLAB_PANIC),
849                         init_once);
850         err = register_filesystem(&bd_type);
851         if (err)
852                 panic("Cannot register bdev pseudo-fs");
853         bd_mnt = kern_mount(&bd_type);
854         if (IS_ERR(bd_mnt))
855                 panic("Cannot create bdev pseudo-fs");
856         blockdev_superblock = bd_mnt->mnt_sb;   /* For writeback */
857 }
858
859 /*
860  * Most likely _very_ bad one - but then it's hardly critical for small
861  * /dev and can be fixed when somebody will need really large one.
862  * Keep in mind that it will be fed through icache hash function too.
863  */
864 static inline unsigned long hash(dev_t dev)
865 {
866         return MAJOR(dev)+MINOR(dev);
867 }
868
869 static int bdev_test(struct inode *inode, void *data)
870 {
871         return BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev == *(dev_t *)data;
872 }
873
874 static int bdev_set(struct inode *inode, void *data)
875 {
876         BDEV_I(inode)->bdev.bd_dev = *(dev_t *)data;
877         return 0;
878 }
879
880 static LIST_HEAD(all_bdevs);
881
882 struct block_device *bdget(dev_t dev)
883 {
884         struct block_device *bdev;
885         struct inode *inode;
886
887         inode = iget5_locked(blockdev_superblock, hash(dev),
888                         bdev_test, bdev_set, &dev);
889
890         if (!inode)
891                 return NULL;
892
893         bdev = &BDEV_I(inode)->bdev;
894
895         if (inode->i_state & I_NEW) {
896                 bdev->bd_contains = NULL;
897                 bdev->bd_super = NULL;
898                 bdev->bd_inode = inode;
899                 bdev->bd_block_size = i_blocksize(inode);
900                 bdev->bd_part_count = 0;
901                 bdev->bd_invalidated = 0;
902                 inode->i_mode = S_IFBLK;
903                 inode->i_rdev = dev;
904                 inode->i_bdev = bdev;
905                 inode->i_data.a_ops = &def_blk_aops;
906                 mapping_set_gfp_mask(&inode->i_data, GFP_USER);
907                 spin_lock(&bdev_lock);
908                 list_add(&bdev->bd_list, &all_bdevs);
909                 spin_unlock(&bdev_lock);
910                 unlock_new_inode(inode);
911         }
912         return bdev;
913 }
914
915 EXPORT_SYMBOL(bdget);
916
917 /**
918  * bdgrab -- Grab a reference to an already referenced block device
919  * @bdev:       Block device to grab a reference to.
920  */
921 struct block_device *bdgrab(struct block_device *bdev)
922 {
923         ihold(bdev->bd_inode);
924         return bdev;
925 }
926 EXPORT_SYMBOL(bdgrab);
927
928 long nr_blockdev_pages(void)
929 {
930         struct block_device *bdev;
931         long ret = 0;
932         spin_lock(&bdev_lock);
933         list_for_each_entry(bdev, &all_bdevs, bd_list) {
934                 ret += bdev->bd_inode->i_mapping->nrpages;
935         }
936         spin_unlock(&bdev_lock);
937         return ret;
938 }
939
940 void bdput(struct block_device *bdev)
941 {
942         iput(bdev->bd_inode);
943 }
944
945 EXPORT_SYMBOL(bdput);
946  
947 static struct block_device *bd_acquire(struct inode *inode)
948 {
949         struct block_device *bdev;
950
951         spin_lock(&bdev_lock);
952         bdev = inode->i_bdev;
953         if (bdev && !inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
954                 bdgrab(bdev);
955                 spin_unlock(&bdev_lock);
956                 return bdev;
957         }
958         spin_unlock(&bdev_lock);
959
960         /*
961          * i_bdev references block device inode that was already shut down
962          * (corresponding device got removed).  Remove the reference and look
963          * up block device inode again just in case new device got
964          * reestablished under the same device number.
965          */
966         if (bdev)
967                 bd_forget(inode);
968
969         bdev = bdget(inode->i_rdev);
970         if (bdev) {
971                 spin_lock(&bdev_lock);
972                 if (!inode->i_bdev) {
973                         /*
974                          * We take an additional reference to bd_inode,
975                          * and it's released in clear_inode() of inode.
976                          * So, we can access it via ->i_mapping always
977                          * without igrab().
978                          */
979                         bdgrab(bdev);
980                         inode->i_bdev = bdev;
981                         inode->i_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
982                 }
983                 spin_unlock(&bdev_lock);
984         }
985         return bdev;
986 }
987
988 /* Call when you free inode */
989
990 void bd_forget(struct inode *inode)
991 {
992         struct block_device *bdev = NULL;
993
994         spin_lock(&bdev_lock);
995         if (!sb_is_blkdev_sb(inode->i_sb))
996                 bdev = inode->i_bdev;
997         inode->i_bdev = NULL;
998         inode->i_mapping = &inode->i_data;
999         spin_unlock(&bdev_lock);
1000
1001         if (bdev)
1002                 bdput(bdev);
1003 }
1004
1005 /**
1006  * bd_may_claim - test whether a block device can be claimed
1007  * @bdev: block device of interest
1008  * @whole: whole block device containing @bdev, may equal @bdev
1009  * @holder: holder trying to claim @bdev
1010  *
1011  * Test whether @bdev can be claimed by @holder.
1012  *
1013  * CONTEXT:
1014  * spin_lock(&bdev_lock).
1015  *
1016  * RETURNS:
1017  * %true if @bdev can be claimed, %false otherwise.
1018  */
1019 static bool bd_may_claim(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1020                          void *holder)
1021 {
1022         if (bdev->bd_holder == holder)
1023                 return true;     /* already a holder */
1024         else if (bdev->bd_holder != NULL)
1025                 return false;    /* held by someone else */
1026         else if (whole == bdev)
1027                 return true;     /* is a whole device which isn't held */
1028
1029         else if (whole->bd_holder == bd_may_claim)
1030                 return true;     /* is a partition of a device that is being partitioned */
1031         else if (whole->bd_holder != NULL)
1032                 return false;    /* is a partition of a held device */
1033         else
1034                 return true;     /* is a partition of an un-held device */
1035 }
1036
1037 /**
1038  * bd_prepare_to_claim - prepare to claim a block device
1039  * @bdev: block device of interest
1040  * @whole: the whole device containing @bdev, may equal @bdev
1041  * @holder: holder trying to claim @bdev
1042  *
1043  * Prepare to claim @bdev.  This function fails if @bdev is already
1044  * claimed by another holder and waits if another claiming is in
1045  * progress.  This function doesn't actually claim.  On successful
1046  * return, the caller has ownership of bd_claiming and bd_holder[s].
1047  *
1048  * CONTEXT:
1049  * spin_lock(&bdev_lock).  Might release bdev_lock, sleep and regrab
1050  * it multiple times.
1051  *
1052  * RETURNS:
1053  * 0 if @bdev can be claimed, -EBUSY otherwise.
1054  */
1055 static int bd_prepare_to_claim(struct block_device *bdev,
1056                                struct block_device *whole, void *holder)
1057 {
1058 retry:
1059         /* if someone else claimed, fail */
1060         if (!bd_may_claim(bdev, whole, holder))
1061                 return -EBUSY;
1062
1063         /* if claiming is already in progress, wait for it to finish */
1064         if (whole->bd_claiming) {
1065                 wait_queue_head_t *wq = bit_waitqueue(&whole->bd_claiming, 0);
1066                 DEFINE_WAIT(wait);
1067
1068                 prepare_to_wait(wq, &wait, TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1069                 spin_unlock(&bdev_lock);
1070                 schedule();
1071                 finish_wait(wq, &wait);
1072                 spin_lock(&bdev_lock);
1073                 goto retry;
1074         }
1075
1076         /* yay, all mine */
1077         return 0;
1078 }
1079
1080 static struct gendisk *bdev_get_gendisk(struct block_device *bdev, int *partno)
1081 {
1082         struct gendisk *disk = get_gendisk(bdev->bd_dev, partno);
1083
1084         if (!disk)
1085                 return NULL;
1086         /*
1087          * Now that we hold gendisk reference we make sure bdev we looked up is
1088          * not stale. If it is, it means device got removed and created before
1089          * we looked up gendisk and we fail open in such case. Associating
1090          * unhashed bdev with newly created gendisk could lead to two bdevs
1091          * (and thus two independent caches) being associated with one device
1092          * which is bad.
1093          */
1094         if (inode_unhashed(bdev->bd_inode)) {
1095                 put_disk_and_module(disk);
1096                 return NULL;
1097         }
1098         return disk;
1099 }
1100
1101 /**
1102  * bd_start_claiming - start claiming a block device
1103  * @bdev: block device of interest
1104  * @holder: holder trying to claim @bdev
1105  *
1106  * @bdev is about to be opened exclusively.  Check @bdev can be opened
1107  * exclusively and mark that an exclusive open is in progress.  Each
1108  * successful call to this function must be matched with a call to
1109  * either bd_finish_claiming() or bd_abort_claiming() (which do not
1110  * fail).
1111  *
1112  * This function is used to gain exclusive access to the block device
1113  * without actually causing other exclusive open attempts to fail. It
1114  * should be used when the open sequence itself requires exclusive
1115  * access but may subsequently fail.
1116  *
1117  * CONTEXT:
1118  * Might sleep.
1119  *
1120  * RETURNS:
1121  * Pointer to the block device containing @bdev on success, ERR_PTR()
1122  * value on failure.
1123  */
1124 struct block_device *bd_start_claiming(struct block_device *bdev, void *holder)
1125 {
1126         struct gendisk *disk;
1127         struct block_device *whole;
1128         int partno, err;
1129
1130         might_sleep();
1131
1132         /*
1133          * @bdev might not have been initialized properly yet, look up
1134          * and grab the outer block device the hard way.
1135          */
1136         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1137         if (!disk)
1138                 return ERR_PTR(-ENXIO);
1139
1140         /*
1141          * Normally, @bdev should equal what's returned from bdget_disk()
1142          * if partno is 0; however, some drivers (floppy) use multiple
1143          * bdev's for the same physical device and @bdev may be one of the
1144          * aliases.  Keep @bdev if partno is 0.  This means claimer
1145          * tracking is broken for those devices but it has always been that
1146          * way.
1147          */
1148         if (partno)
1149                 whole = bdget_disk(disk, 0);
1150         else
1151                 whole = bdgrab(bdev);
1152
1153         put_disk_and_module(disk);
1154         if (!whole)
1155                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1156
1157         /* prepare to claim, if successful, mark claiming in progress */
1158         spin_lock(&bdev_lock);
1159
1160         err = bd_prepare_to_claim(bdev, whole, holder);
1161         if (err == 0) {
1162                 whole->bd_claiming = holder;
1163                 spin_unlock(&bdev_lock);
1164                 return whole;
1165         } else {
1166                 spin_unlock(&bdev_lock);
1167                 bdput(whole);
1168                 return ERR_PTR(err);
1169         }
1170 }
1171 EXPORT_SYMBOL(bd_start_claiming);
1172
1173 static void bd_clear_claiming(struct block_device *whole, void *holder)
1174 {
1175         lockdep_assert_held(&bdev_lock);
1176         /* tell others that we're done */
1177         BUG_ON(whole->bd_claiming != holder);
1178         whole->bd_claiming = NULL;
1179         wake_up_bit(&whole->bd_claiming, 0);
1180 }
1181
1182 /**
1183  * bd_finish_claiming - finish claiming of a block device
1184  * @bdev: block device of interest
1185  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1186  * @holder: holder that has claimed @bdev
1187  *
1188  * Finish exclusive open of a block device. Mark the device as exlusively
1189  * open by the holder and wake up all waiters for exclusive open to finish.
1190  */
1191 void bd_finish_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1192                         void *holder)
1193 {
1194         spin_lock(&bdev_lock);
1195         BUG_ON(!bd_may_claim(bdev, whole, holder));
1196         /*
1197          * Note that for a whole device bd_holders will be incremented twice,
1198          * and bd_holder will be set to bd_may_claim before being set to holder
1199          */
1200         whole->bd_holders++;
1201         whole->bd_holder = bd_may_claim;
1202         bdev->bd_holders++;
1203         bdev->bd_holder = holder;
1204         bd_clear_claiming(whole, holder);
1205         spin_unlock(&bdev_lock);
1206 }
1207 EXPORT_SYMBOL(bd_finish_claiming);
1208
1209 /**
1210  * bd_abort_claiming - abort claiming of a block device
1211  * @bdev: block device of interest
1212  * @whole: whole block device (returned from bd_start_claiming())
1213  * @holder: holder that has claimed @bdev
1214  *
1215  * Abort claiming of a block device when the exclusive open failed. This can be
1216  * also used when exclusive open is not actually desired and we just needed
1217  * to block other exclusive openers for a while.
1218  */
1219 void bd_abort_claiming(struct block_device *bdev, struct block_device *whole,
1220                        void *holder)
1221 {
1222         spin_lock(&bdev_lock);
1223         bd_clear_claiming(whole, holder);
1224         spin_unlock(&bdev_lock);
1225 }
1226 EXPORT_SYMBOL(bd_abort_claiming);
1227
1228 #ifdef CONFIG_SYSFS
1229 struct bd_holder_disk {
1230         struct list_head        list;
1231         struct gendisk          *disk;
1232         int                     refcnt;
1233 };
1234
1235 static struct bd_holder_disk *bd_find_holder_disk(struct block_device *bdev,
1236                                                   struct gendisk *disk)
1237 {
1238         struct bd_holder_disk *holder;
1239
1240         list_for_each_entry(holder, &bdev->bd_holder_disks, list)
1241                 if (holder->disk == disk)
1242                         return holder;
1243         return NULL;
1244 }
1245
1246 static int add_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1247 {
1248         return sysfs_create_link(from, to, kobject_name(to));
1249 }
1250
1251 static void del_symlink(struct kobject *from, struct kobject *to)
1252 {
1253         sysfs_remove_link(from, kobject_name(to));
1254 }
1255
1256 /**
1257  * bd_link_disk_holder - create symlinks between holding disk and slave bdev
1258  * @bdev: the claimed slave bdev
1259  * @disk: the holding disk
1260  *
1261  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1262  *
1263  * This functions creates the following sysfs symlinks.
1264  *
1265  * - from "slaves" directory of the holder @disk to the claimed @bdev
1266  * - from "holders" directory of the @bdev to the holder @disk
1267  *
1268  * For example, if /dev/dm-0 maps to /dev/sda and disk for dm-0 is
1269  * passed to bd_link_disk_holder(), then:
1270  *
1271  *   /sys/block/dm-0/slaves/sda --> /sys/block/sda
1272  *   /sys/block/sda/holders/dm-0 --> /sys/block/dm-0
1273  *
1274  * The caller must have claimed @bdev before calling this function and
1275  * ensure that both @bdev and @disk are valid during the creation and
1276  * lifetime of these symlinks.
1277  *
1278  * CONTEXT:
1279  * Might sleep.
1280  *
1281  * RETURNS:
1282  * 0 on success, -errno on failure.
1283  */
1284 int bd_link_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1285 {
1286         struct bd_holder_disk *holder;
1287         int ret = 0;
1288
1289         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1290
1291         WARN_ON_ONCE(!bdev->bd_holder);
1292
1293         /* FIXME: remove the following once add_disk() handles errors */
1294         if (WARN_ON(!disk->slave_dir || !bdev->bd_part->holder_dir))
1295                 goto out_unlock;
1296
1297         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1298         if (holder) {
1299                 holder->refcnt++;
1300                 goto out_unlock;
1301         }
1302
1303         holder = kzalloc(sizeof(*holder), GFP_KERNEL);
1304         if (!holder) {
1305                 ret = -ENOMEM;
1306                 goto out_unlock;
1307         }
1308
1309         INIT_LIST_HEAD(&holder->list);
1310         holder->disk = disk;
1311         holder->refcnt = 1;
1312
1313         ret = add_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1314         if (ret)
1315                 goto out_free;
1316
1317         ret = add_symlink(bdev->bd_part->holder_dir, &disk_to_dev(disk)->kobj);
1318         if (ret)
1319                 goto out_del;
1320         /*
1321          * bdev could be deleted beneath us which would implicitly destroy
1322          * the holder directory.  Hold on to it.
1323          */
1324         kobject_get(bdev->bd_part->holder_dir);
1325
1326         list_add(&holder->list, &bdev->bd_holder_disks);
1327         goto out_unlock;
1328
1329 out_del:
1330         del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1331 out_free:
1332         kfree(holder);
1333 out_unlock:
1334         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1335         return ret;
1336 }
1337 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_link_disk_holder);
1338
1339 /**
1340  * bd_unlink_disk_holder - destroy symlinks created by bd_link_disk_holder()
1341  * @bdev: the calimed slave bdev
1342  * @disk: the holding disk
1343  *
1344  * DON'T USE THIS UNLESS YOU'RE ALREADY USING IT.
1345  *
1346  * CONTEXT:
1347  * Might sleep.
1348  */
1349 void bd_unlink_disk_holder(struct block_device *bdev, struct gendisk *disk)
1350 {
1351         struct bd_holder_disk *holder;
1352
1353         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1354
1355         holder = bd_find_holder_disk(bdev, disk);
1356
1357         if (!WARN_ON_ONCE(holder == NULL) && !--holder->refcnt) {
1358                 del_symlink(disk->slave_dir, &part_to_dev(bdev->bd_part)->kobj);
1359                 del_symlink(bdev->bd_part->holder_dir,
1360                             &disk_to_dev(disk)->kobj);
1361                 kobject_put(bdev->bd_part->holder_dir);
1362                 list_del_init(&holder->list);
1363                 kfree(holder);
1364         }
1365
1366         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1367 }
1368 EXPORT_SYMBOL_GPL(bd_unlink_disk_holder);
1369 #endif
1370
1371 /**
1372  * flush_disk - invalidates all buffer-cache entries on a disk
1373  *
1374  * @bdev:      struct block device to be flushed
1375  * @kill_dirty: flag to guide handling of dirty inodes
1376  *
1377  * Invalidates all buffer-cache entries on a disk. It should be called
1378  * when a disk has been changed -- either by a media change or online
1379  * resize.
1380  */
1381 static void flush_disk(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
1382 {
1383         if (__invalidate_device(bdev, kill_dirty)) {
1384                 printk(KERN_WARNING "VFS: busy inodes on changed media or "
1385                        "resized disk %s\n",
1386                        bdev->bd_disk ? bdev->bd_disk->disk_name : "");
1387         }
1388         bdev->bd_invalidated = 1;
1389 }
1390
1391 /**
1392  * check_disk_size_change - checks for disk size change and adjusts bdev size.
1393  * @disk: struct gendisk to check
1394  * @bdev: struct bdev to adjust.
1395  * @verbose: if %true log a message about a size change if there is any
1396  *
1397  * This routine checks to see if the bdev size does not match the disk size
1398  * and adjusts it if it differs. When shrinking the bdev size, its all caches
1399  * are freed.
1400  */
1401 static void check_disk_size_change(struct gendisk *disk,
1402                 struct block_device *bdev, bool verbose)
1403 {
1404         loff_t disk_size, bdev_size;
1405
1406         disk_size = (loff_t)get_capacity(disk) << 9;
1407         bdev_size = i_size_read(bdev->bd_inode);
1408         if (disk_size != bdev_size) {
1409                 if (verbose) {
1410                         printk(KERN_INFO
1411                                "%s: detected capacity change from %lld to %lld\n",
1412                                disk->disk_name, bdev_size, disk_size);
1413                 }
1414                 i_size_write(bdev->bd_inode, disk_size);
1415                 if (bdev_size > disk_size)
1416                         flush_disk(bdev, false);
1417         }
1418         bdev->bd_invalidated = 0;
1419 }
1420
1421 /**
1422  * revalidate_disk - wrapper for lower-level driver's revalidate_disk call-back
1423  * @disk: struct gendisk to be revalidated
1424  *
1425  * This routine is a wrapper for lower-level driver's revalidate_disk
1426  * call-backs.  It is used to do common pre and post operations needed
1427  * for all revalidate_disk operations.
1428  */
1429 int revalidate_disk(struct gendisk *disk)
1430 {
1431         int ret = 0;
1432
1433         if (disk->fops->revalidate_disk)
1434                 ret = disk->fops->revalidate_disk(disk);
1435
1436         /*
1437          * Hidden disks don't have associated bdev so there's no point in
1438          * revalidating it.
1439          */
1440         if (!(disk->flags & GENHD_FL_HIDDEN)) {
1441                 struct block_device *bdev = bdget_disk(disk, 0);
1442
1443                 if (!bdev)
1444                         return ret;
1445
1446                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1447                 check_disk_size_change(disk, bdev, ret == 0);
1448                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1449                 bdput(bdev);
1450         }
1451         return ret;
1452 }
1453 EXPORT_SYMBOL(revalidate_disk);
1454
1455 /*
1456  * This routine checks whether a removable media has been changed,
1457  * and invalidates all buffer-cache-entries in that case. This
1458  * is a relatively slow routine, so we have to try to minimize using
1459  * it. Thus it is called only upon a 'mount' or 'open'. This
1460  * is the best way of combining speed and utility, I think.
1461  * People changing diskettes in the middle of an operation deserve
1462  * to lose :-)
1463  */
1464 int check_disk_change(struct block_device *bdev)
1465 {
1466         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1467         const struct block_device_operations *bdops = disk->fops;
1468         unsigned int events;
1469
1470         events = disk_clear_events(disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE |
1471                                    DISK_EVENT_EJECT_REQUEST);
1472         if (!(events & DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE))
1473                 return 0;
1474
1475         flush_disk(bdev, true);
1476         if (bdops->revalidate_disk)
1477                 bdops->revalidate_disk(bdev->bd_disk);
1478         return 1;
1479 }
1480
1481 EXPORT_SYMBOL(check_disk_change);
1482
1483 void bd_set_size(struct block_device *bdev, loff_t size)
1484 {
1485         inode_lock(bdev->bd_inode);
1486         i_size_write(bdev->bd_inode, size);
1487         inode_unlock(bdev->bd_inode);
1488 }
1489 EXPORT_SYMBOL(bd_set_size);
1490
1491 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part);
1492
1493 int bdev_disk_changed(struct block_device *bdev, bool invalidate)
1494 {
1495         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1496         int ret;
1497
1498         lockdep_assert_held(&bdev->bd_mutex);
1499
1500 rescan:
1501         ret = blk_drop_partitions(bdev);
1502         if (ret)
1503                 return ret;
1504
1505         /*
1506          * Historically we only set the capacity to zero for devices that
1507          * support partitions (independ of actually having partitions created).
1508          * Doing that is rather inconsistent, but changing it broke legacy
1509          * udisks polling for legacy ide-cdrom devices.  Use the crude check
1510          * below to get the sane behavior for most device while not breaking
1511          * userspace for this particular setup.
1512          */
1513         if (invalidate) {
1514                 if (disk_part_scan_enabled(disk) ||
1515                     !(disk->flags & GENHD_FL_REMOVABLE))
1516                         set_capacity(disk, 0);
1517         } else {
1518                 if (disk->fops->revalidate_disk)
1519                         disk->fops->revalidate_disk(disk);
1520         }
1521
1522         check_disk_size_change(disk, bdev, !invalidate);
1523
1524         if (get_capacity(disk)) {
1525                 ret = blk_add_partitions(disk, bdev);
1526                 if (ret == -EAGAIN)
1527                         goto rescan;
1528         } else if (invalidate) {
1529                 /*
1530                  * Tell userspace that the media / partition table may have
1531                  * changed.
1532                  */
1533                 kobject_uevent(&disk_to_dev(disk)->kobj, KOBJ_CHANGE);
1534         }
1535
1536         return ret;
1537 }
1538 /*
1539  * Only exported for for loop and dasd for historic reasons.  Don't use in new
1540  * code!
1541  */
1542 EXPORT_SYMBOL_GPL(bdev_disk_changed);
1543
1544 /*
1545  * bd_mutex locking:
1546  *
1547  *  mutex_lock(part->bd_mutex)
1548  *    mutex_lock_nested(whole->bd_mutex, 1)
1549  */
1550
1551 static int __blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1552 {
1553         struct gendisk *disk;
1554         int ret;
1555         int partno;
1556         int perm = 0;
1557         bool first_open = false;
1558
1559         if (mode & FMODE_READ)
1560                 perm |= MAY_READ;
1561         if (mode & FMODE_WRITE)
1562                 perm |= MAY_WRITE;
1563         /*
1564          * hooks: /n/, see "layering violations".
1565          */
1566         if (!for_part) {
1567                 ret = devcgroup_inode_permission(bdev->bd_inode, perm);
1568                 if (ret != 0) {
1569                         bdput(bdev);
1570                         return ret;
1571                 }
1572         }
1573
1574  restart:
1575
1576         ret = -ENXIO;
1577         disk = bdev_get_gendisk(bdev, &partno);
1578         if (!disk)
1579                 goto out;
1580
1581         disk_block_events(disk);
1582         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1583         if (!bdev->bd_openers) {
1584                 first_open = true;
1585                 bdev->bd_disk = disk;
1586                 bdev->bd_queue = disk->queue;
1587                 bdev->bd_contains = bdev;
1588                 bdev->bd_partno = partno;
1589
1590                 if (!partno) {
1591                         ret = -ENXIO;
1592                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1593                         if (!bdev->bd_part)
1594                                 goto out_clear;
1595
1596                         ret = 0;
1597                         if (disk->fops->open) {
1598                                 ret = disk->fops->open(bdev, mode);
1599                                 if (ret == -ERESTARTSYS) {
1600                                         /* Lost a race with 'disk' being
1601                                          * deleted, try again.
1602                                          * See md.c
1603                                          */
1604                                         disk_put_part(bdev->bd_part);
1605                                         bdev->bd_part = NULL;
1606                                         bdev->bd_disk = NULL;
1607                                         bdev->bd_queue = NULL;
1608                                         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1609                                         disk_unblock_events(disk);
1610                                         put_disk_and_module(disk);
1611                                         goto restart;
1612                                 }
1613                         }
1614
1615                         if (!ret) {
1616                                 bd_set_size(bdev,(loff_t)get_capacity(disk)<<9);
1617                                 set_init_blocksize(bdev);
1618                         }
1619
1620                         /*
1621                          * If the device is invalidated, rescan partition
1622                          * if open succeeded or failed with -ENOMEDIUM.
1623                          * The latter is necessary to prevent ghost
1624                          * partitions on a removed medium.
1625                          */
1626                         if (bdev->bd_invalidated &&
1627                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1628                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1629
1630                         if (ret)
1631                                 goto out_clear;
1632                 } else {
1633                         struct block_device *whole;
1634                         whole = bdget_disk(disk, 0);
1635                         ret = -ENOMEM;
1636                         if (!whole)
1637                                 goto out_clear;
1638                         BUG_ON(for_part);
1639                         ret = __blkdev_get(whole, mode, 1);
1640                         if (ret)
1641                                 goto out_clear;
1642                         bdev->bd_contains = whole;
1643                         bdev->bd_part = disk_get_part(disk, partno);
1644                         if (!(disk->flags & GENHD_FL_UP) ||
1645                             !bdev->bd_part || !bdev->bd_part->nr_sects) {
1646                                 ret = -ENXIO;
1647                                 goto out_clear;
1648                         }
1649                         bd_set_size(bdev, (loff_t)bdev->bd_part->nr_sects << 9);
1650                         set_init_blocksize(bdev);
1651                 }
1652
1653                 if (bdev->bd_bdi == &noop_backing_dev_info)
1654                         bdev->bd_bdi = bdi_get(disk->queue->backing_dev_info);
1655         } else {
1656                 if (bdev->bd_contains == bdev) {
1657                         ret = 0;
1658                         if (bdev->bd_disk->fops->open)
1659                                 ret = bdev->bd_disk->fops->open(bdev, mode);
1660                         /* the same as first opener case, read comment there */
1661                         if (bdev->bd_invalidated &&
1662                             (!ret || ret == -ENOMEDIUM))
1663                                 bdev_disk_changed(bdev, ret == -ENOMEDIUM);
1664                         if (ret)
1665                                 goto out_unlock_bdev;
1666                 }
1667         }
1668         bdev->bd_openers++;
1669         if (for_part)
1670                 bdev->bd_part_count++;
1671         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1672         disk_unblock_events(disk);
1673         /* only one opener holds refs to the module and disk */
1674         if (!first_open)
1675                 put_disk_and_module(disk);
1676         return 0;
1677
1678  out_clear:
1679         disk_put_part(bdev->bd_part);
1680         bdev->bd_disk = NULL;
1681         bdev->bd_part = NULL;
1682         bdev->bd_queue = NULL;
1683         if (bdev != bdev->bd_contains)
1684                 __blkdev_put(bdev->bd_contains, mode, 1);
1685         bdev->bd_contains = NULL;
1686  out_unlock_bdev:
1687         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1688         disk_unblock_events(disk);
1689         put_disk_and_module(disk);
1690  out:
1691         bdput(bdev);
1692
1693         return ret;
1694 }
1695
1696 /**
1697  * blkdev_get - open a block device
1698  * @bdev: block_device to open
1699  * @mode: FMODE_* mask
1700  * @holder: exclusive holder identifier
1701  *
1702  * Open @bdev with @mode.  If @mode includes %FMODE_EXCL, @bdev is
1703  * open with exclusive access.  Specifying %FMODE_EXCL with %NULL
1704  * @holder is invalid.  Exclusive opens may nest for the same @holder.
1705  *
1706  * On success, the reference count of @bdev is unchanged.  On failure,
1707  * @bdev is put.
1708  *
1709  * CONTEXT:
1710  * Might sleep.
1711  *
1712  * RETURNS:
1713  * 0 on success, -errno on failure.
1714  */
1715 int blkdev_get(struct block_device *bdev, fmode_t mode, void *holder)
1716 {
1717         struct block_device *whole = NULL;
1718         int res;
1719
1720         WARN_ON_ONCE((mode & FMODE_EXCL) && !holder);
1721
1722         if ((mode & FMODE_EXCL) && holder) {
1723                 whole = bd_start_claiming(bdev, holder);
1724                 if (IS_ERR(whole)) {
1725                         bdput(bdev);
1726                         return PTR_ERR(whole);
1727                 }
1728         }
1729
1730         res = __blkdev_get(bdev, mode, 0);
1731
1732         if (whole) {
1733                 struct gendisk *disk = whole->bd_disk;
1734
1735                 /* finish claiming */
1736                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1737                 if (!res)
1738                         bd_finish_claiming(bdev, whole, holder);
1739                 else
1740                         bd_abort_claiming(bdev, whole, holder);
1741                 /*
1742                  * Block event polling for write claims if requested.  Any
1743                  * write holder makes the write_holder state stick until
1744                  * all are released.  This is good enough and tracking
1745                  * individual writeable reference is too fragile given the
1746                  * way @mode is used in blkdev_get/put().
1747                  */
1748                 if (!res && (mode & FMODE_WRITE) && !bdev->bd_write_holder &&
1749                     (disk->flags & GENHD_FL_BLOCK_EVENTS_ON_EXCL_WRITE)) {
1750                         bdev->bd_write_holder = true;
1751                         disk_block_events(disk);
1752                 }
1753
1754                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1755                 bdput(whole);
1756         }
1757
1758         return res;
1759 }
1760 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get);
1761
1762 /**
1763  * blkdev_get_by_path - open a block device by name
1764  * @path: path to the block device to open
1765  * @mode: FMODE_* mask
1766  * @holder: exclusive holder identifier
1767  *
1768  * Open the blockdevice described by the device file at @path.  @mode
1769  * and @holder are identical to blkdev_get().
1770  *
1771  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1772  *
1773  * CONTEXT:
1774  * Might sleep.
1775  *
1776  * RETURNS:
1777  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1778  */
1779 struct block_device *blkdev_get_by_path(const char *path, fmode_t mode,
1780                                         void *holder)
1781 {
1782         struct block_device *bdev;
1783         int err;
1784
1785         bdev = lookup_bdev(path);
1786         if (IS_ERR(bdev))
1787                 return bdev;
1788
1789         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1790         if (err)
1791                 return ERR_PTR(err);
1792
1793         if ((mode & FMODE_WRITE) && bdev_read_only(bdev)) {
1794                 blkdev_put(bdev, mode);
1795                 return ERR_PTR(-EACCES);
1796         }
1797
1798         return bdev;
1799 }
1800 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_path);
1801
1802 /**
1803  * blkdev_get_by_dev - open a block device by device number
1804  * @dev: device number of block device to open
1805  * @mode: FMODE_* mask
1806  * @holder: exclusive holder identifier
1807  *
1808  * Open the blockdevice described by device number @dev.  @mode and
1809  * @holder are identical to blkdev_get().
1810  *
1811  * Use it ONLY if you really do not have anything better - i.e. when
1812  * you are behind a truly sucky interface and all you are given is a
1813  * device number.  _Never_ to be used for internal purposes.  If you
1814  * ever need it - reconsider your API.
1815  *
1816  * On success, the returned block_device has reference count of one.
1817  *
1818  * CONTEXT:
1819  * Might sleep.
1820  *
1821  * RETURNS:
1822  * Pointer to block_device on success, ERR_PTR(-errno) on failure.
1823  */
1824 struct block_device *blkdev_get_by_dev(dev_t dev, fmode_t mode, void *holder)
1825 {
1826         struct block_device *bdev;
1827         int err;
1828
1829         bdev = bdget(dev);
1830         if (!bdev)
1831                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1832
1833         err = blkdev_get(bdev, mode, holder);
1834         if (err)
1835                 return ERR_PTR(err);
1836
1837         return bdev;
1838 }
1839 EXPORT_SYMBOL(blkdev_get_by_dev);
1840
1841 static int blkdev_open(struct inode * inode, struct file * filp)
1842 {
1843         struct block_device *bdev;
1844
1845         /*
1846          * Preserve backwards compatibility and allow large file access
1847          * even if userspace doesn't ask for it explicitly. Some mkfs
1848          * binary needs it. We might want to drop this workaround
1849          * during an unstable branch.
1850          */
1851         filp->f_flags |= O_LARGEFILE;
1852
1853         filp->f_mode |= FMODE_NOWAIT;
1854
1855         if (filp->f_flags & O_NDELAY)
1856                 filp->f_mode |= FMODE_NDELAY;
1857         if (filp->f_flags & O_EXCL)
1858                 filp->f_mode |= FMODE_EXCL;
1859         if ((filp->f_flags & O_ACCMODE) == 3)
1860                 filp->f_mode |= FMODE_WRITE_IOCTL;
1861
1862         bdev = bd_acquire(inode);
1863         if (bdev == NULL)
1864                 return -ENOMEM;
1865
1866         filp->f_mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
1867         filp->f_wb_err = filemap_sample_wb_err(filp->f_mapping);
1868
1869         return blkdev_get(bdev, filp->f_mode, filp);
1870 }
1871
1872 static void __blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode, int for_part)
1873 {
1874         struct gendisk *disk = bdev->bd_disk;
1875         struct block_device *victim = NULL;
1876
1877         /*
1878          * Sync early if it looks like we're the last one.  If someone else
1879          * opens the block device between now and the decrement of bd_openers
1880          * then we did a sync that we didn't need to, but that's not the end
1881          * of the world and we want to avoid long (could be several minute)
1882          * syncs while holding the mutex.
1883          */
1884         if (bdev->bd_openers == 1)
1885                 sync_blockdev(bdev);
1886
1887         mutex_lock_nested(&bdev->bd_mutex, for_part);
1888         if (for_part)
1889                 bdev->bd_part_count--;
1890
1891         if (!--bdev->bd_openers) {
1892                 WARN_ON_ONCE(bdev->bd_holders);
1893                 sync_blockdev(bdev);
1894                 kill_bdev(bdev);
1895
1896                 bdev_write_inode(bdev);
1897         }
1898         if (bdev->bd_contains == bdev) {
1899                 if (disk->fops->release)
1900                         disk->fops->release(disk, mode);
1901         }
1902         if (!bdev->bd_openers) {
1903                 disk_put_part(bdev->bd_part);
1904                 bdev->bd_part = NULL;
1905                 bdev->bd_disk = NULL;
1906                 if (bdev != bdev->bd_contains)
1907                         victim = bdev->bd_contains;
1908                 bdev->bd_contains = NULL;
1909
1910                 put_disk_and_module(disk);
1911         }
1912         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1913         bdput(bdev);
1914         if (victim)
1915                 __blkdev_put(victim, mode, 1);
1916 }
1917
1918 void blkdev_put(struct block_device *bdev, fmode_t mode)
1919 {
1920         mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
1921
1922         if (mode & FMODE_EXCL) {
1923                 bool bdev_free;
1924
1925                 /*
1926                  * Release a claim on the device.  The holder fields
1927                  * are protected with bdev_lock.  bd_mutex is to
1928                  * synchronize disk_holder unlinking.
1929                  */
1930                 spin_lock(&bdev_lock);
1931
1932                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_holders < 0);
1933                 WARN_ON_ONCE(--bdev->bd_contains->bd_holders < 0);
1934
1935                 /* bd_contains might point to self, check in a separate step */
1936                 if ((bdev_free = !bdev->bd_holders))
1937                         bdev->bd_holder = NULL;
1938                 if (!bdev->bd_contains->bd_holders)
1939                         bdev->bd_contains->bd_holder = NULL;
1940
1941                 spin_unlock(&bdev_lock);
1942
1943                 /*
1944                  * If this was the last claim, remove holder link and
1945                  * unblock evpoll if it was a write holder.
1946                  */
1947                 if (bdev_free && bdev->bd_write_holder) {
1948                         disk_unblock_events(bdev->bd_disk);
1949                         bdev->bd_write_holder = false;
1950                 }
1951         }
1952
1953         /*
1954          * Trigger event checking and tell drivers to flush MEDIA_CHANGE
1955          * event.  This is to ensure detection of media removal commanded
1956          * from userland - e.g. eject(1).
1957          */
1958         disk_flush_events(bdev->bd_disk, DISK_EVENT_MEDIA_CHANGE);
1959
1960         mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
1961
1962         __blkdev_put(bdev, mode, 0);
1963 }
1964 EXPORT_SYMBOL(blkdev_put);
1965
1966 static int blkdev_close(struct inode * inode, struct file * filp)
1967 {
1968         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(filp));
1969         blkdev_put(bdev, filp->f_mode);
1970         return 0;
1971 }
1972
1973 static long block_ioctl(struct file *file, unsigned cmd, unsigned long arg)
1974 {
1975         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
1976         fmode_t mode = file->f_mode;
1977
1978         /*
1979          * O_NDELAY can be altered using fcntl(.., F_SETFL, ..), so we have
1980          * to updated it before every ioctl.
1981          */
1982         if (file->f_flags & O_NDELAY)
1983                 mode |= FMODE_NDELAY;
1984         else
1985                 mode &= ~FMODE_NDELAY;
1986
1987         return blkdev_ioctl(bdev, mode, cmd, arg);
1988 }
1989
1990 /*
1991  * Write data to the block device.  Only intended for the block device itself
1992  * and the raw driver which basically is a fake block device.
1993  *
1994  * Does not take i_mutex for the write and thus is not for general purpose
1995  * use.
1996  */
1997 ssize_t blkdev_write_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *from)
1998 {
1999         struct file *file = iocb->ki_filp;
2000         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2001         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2002         struct blk_plug plug;
2003         ssize_t ret;
2004
2005         if (bdev_read_only(I_BDEV(bd_inode)))
2006                 return -EPERM;
2007
2008         if (IS_SWAPFILE(bd_inode) && !is_hibernate_resume_dev(bd_inode))
2009                 return -ETXTBSY;
2010
2011         if (!iov_iter_count(from))
2012                 return 0;
2013
2014         if (iocb->ki_pos >= size)
2015                 return -ENOSPC;
2016
2017         if ((iocb->ki_flags & (IOCB_NOWAIT | IOCB_DIRECT)) == IOCB_NOWAIT)
2018                 return -EOPNOTSUPP;
2019
2020         iov_iter_truncate(from, size - iocb->ki_pos);
2021
2022         blk_start_plug(&plug);
2023         ret = __generic_file_write_iter(iocb, from);
2024         if (ret > 0)
2025                 ret = generic_write_sync(iocb, ret);
2026         blk_finish_plug(&plug);
2027         return ret;
2028 }
2029 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_write_iter);
2030
2031 ssize_t blkdev_read_iter(struct kiocb *iocb, struct iov_iter *to)
2032 {
2033         struct file *file = iocb->ki_filp;
2034         struct inode *bd_inode = bdev_file_inode(file);
2035         loff_t size = i_size_read(bd_inode);
2036         loff_t pos = iocb->ki_pos;
2037
2038         if (pos >= size)
2039                 return 0;
2040
2041         size -= pos;
2042         iov_iter_truncate(to, size);
2043         return generic_file_read_iter(iocb, to);
2044 }
2045 EXPORT_SYMBOL_GPL(blkdev_read_iter);
2046
2047 /*
2048  * Try to release a page associated with block device when the system
2049  * is under memory pressure.
2050  */
2051 static int blkdev_releasepage(struct page *page, gfp_t wait)
2052 {
2053         struct super_block *super = BDEV_I(page->mapping->host)->bdev.bd_super;
2054
2055         if (super && super->s_op->bdev_try_to_free_page)
2056                 return super->s_op->bdev_try_to_free_page(super, page, wait);
2057
2058         return try_to_free_buffers(page);
2059 }
2060
2061 static int blkdev_writepages(struct address_space *mapping,
2062                              struct writeback_control *wbc)
2063 {
2064         return generic_writepages(mapping, wbc);
2065 }
2066
2067 static const struct address_space_operations def_blk_aops = {
2068         .readpage       = blkdev_readpage,
2069         .readahead      = blkdev_readahead,
2070         .writepage      = blkdev_writepage,
2071         .write_begin    = blkdev_write_begin,
2072         .write_end      = blkdev_write_end,
2073         .writepages     = blkdev_writepages,
2074         .releasepage    = blkdev_releasepage,
2075         .direct_IO      = blkdev_direct_IO,
2076         .migratepage    = buffer_migrate_page_norefs,
2077         .is_dirty_writeback = buffer_check_dirty_writeback,
2078 };
2079
2080 #define BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED                                      \
2081                 (FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_PUNCH_HOLE |           \
2082                  FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE)
2083
2084 static long blkdev_fallocate(struct file *file, int mode, loff_t start,
2085                              loff_t len)
2086 {
2087         struct block_device *bdev = I_BDEV(bdev_file_inode(file));
2088         struct address_space *mapping;
2089         loff_t end = start + len - 1;
2090         loff_t isize;
2091         int error;
2092
2093         /* Fail if we don't recognize the flags. */
2094         if (mode & ~BLKDEV_FALLOC_FL_SUPPORTED)
2095                 return -EOPNOTSUPP;
2096
2097         /* Don't go off the end of the device. */
2098         isize = i_size_read(bdev->bd_inode);
2099         if (start >= isize)
2100                 return -EINVAL;
2101         if (end >= isize) {
2102                 if (mode & FALLOC_FL_KEEP_SIZE) {
2103                         len = isize - start;
2104                         end = start + len - 1;
2105                 } else
2106                         return -EINVAL;
2107         }
2108
2109         /*
2110          * Don't allow IO that isn't aligned to logical block size.
2111          */
2112         if ((start | len) & (bdev_logical_block_size(bdev) - 1))
2113                 return -EINVAL;
2114
2115         /* Invalidate the page cache, including dirty pages. */
2116         mapping = bdev->bd_inode->i_mapping;
2117         truncate_inode_pages_range(mapping, start, end);
2118
2119         switch (mode) {
2120         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE:
2121         case FALLOC_FL_ZERO_RANGE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2122                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2123                                             GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOUNMAP);
2124                 break;
2125         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE:
2126                 error = blkdev_issue_zeroout(bdev, start >> 9, len >> 9,
2127                                              GFP_KERNEL, BLKDEV_ZERO_NOFALLBACK);
2128                 break;
2129         case FALLOC_FL_PUNCH_HOLE | FALLOC_FL_KEEP_SIZE | FALLOC_FL_NO_HIDE_STALE:
2130                 error = blkdev_issue_discard(bdev, start >> 9, len >> 9,
2131                                              GFP_KERNEL, 0);
2132                 break;
2133         default:
2134                 return -EOPNOTSUPP;
2135         }
2136         if (error)
2137                 return error;
2138
2139         /*
2140          * Invalidate again; if someone wandered in and dirtied a page,
2141          * the caller will be given -EBUSY.  The third argument is
2142          * inclusive, so the rounding here is safe.
2143          */
2144         return invalidate_inode_pages2_range(mapping,
2145                                              start >> PAGE_SHIFT,
2146                                              end >> PAGE_SHIFT);
2147 }
2148
2149 const struct file_operations def_blk_fops = {
2150         .open           = blkdev_open,
2151         .release        = blkdev_close,
2152         .llseek         = block_llseek,
2153         .read_iter      = blkdev_read_iter,
2154         .write_iter     = blkdev_write_iter,
2155         .iopoll         = blkdev_iopoll,
2156         .mmap           = generic_file_mmap,
2157         .fsync          = blkdev_fsync,
2158         .unlocked_ioctl = block_ioctl,
2159 #ifdef CONFIG_COMPAT
2160         .compat_ioctl   = compat_blkdev_ioctl,
2161 #endif
2162         .splice_read    = generic_file_splice_read,
2163         .splice_write   = iter_file_splice_write,
2164         .fallocate      = blkdev_fallocate,
2165 };
2166
2167 /**
2168  * lookup_bdev  - lookup a struct block_device by name
2169  * @pathname:   special file representing the block device
2170  *
2171  * Get a reference to the blockdevice at @pathname in the current
2172  * namespace if possible and return it.  Return ERR_PTR(error)
2173  * otherwise.
2174  */
2175 struct block_device *lookup_bdev(const char *pathname)
2176 {
2177         struct block_device *bdev;
2178         struct inode *inode;
2179         struct path path;
2180         int error;
2181
2182         if (!pathname || !*pathname)
2183                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2184
2185         error = kern_path(pathname, LOOKUP_FOLLOW, &path);
2186         if (error)
2187                 return ERR_PTR(error);
2188
2189         inode = d_backing_inode(path.dentry);
2190         error = -ENOTBLK;
2191         if (!S_ISBLK(inode->i_mode))
2192                 goto fail;
2193         error = -EACCES;
2194         if (!may_open_dev(&path))
2195                 goto fail;
2196         error = -ENOMEM;
2197         bdev = bd_acquire(inode);
2198         if (!bdev)
2199                 goto fail;
2200 out:
2201         path_put(&path);
2202         return bdev;
2203 fail:
2204         bdev = ERR_PTR(error);
2205         goto out;
2206 }
2207 EXPORT_SYMBOL(lookup_bdev);
2208
2209 int __invalidate_device(struct block_device *bdev, bool kill_dirty)
2210 {
2211         struct super_block *sb = get_super(bdev);
2212         int res = 0;
2213
2214         if (sb) {
2215                 /*
2216                  * no need to lock the super, get_super holds the
2217                  * read mutex so the filesystem cannot go away
2218                  * under us (->put_super runs with the write lock
2219                  * hold).
2220                  */
2221                 shrink_dcache_sb(sb);
2222                 res = invalidate_inodes(sb, kill_dirty);
2223                 drop_super(sb);
2224         }
2225         invalidate_bdev(bdev);
2226         return res;
2227 }
2228 EXPORT_SYMBOL(__invalidate_device);
2229
2230 void iterate_bdevs(void (*func)(struct block_device *, void *), void *arg)
2231 {
2232         struct inode *inode, *old_inode = NULL;
2233
2234         spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2235         list_for_each_entry(inode, &blockdev_superblock->s_inodes, i_sb_list) {
2236                 struct address_space *mapping = inode->i_mapping;
2237                 struct block_device *bdev;
2238
2239                 spin_lock(&inode->i_lock);
2240                 if (inode->i_state & (I_FREEING|I_WILL_FREE|I_NEW) ||
2241                     mapping->nrpages == 0) {
2242                         spin_unlock(&inode->i_lock);
2243                         continue;
2244                 }
2245                 __iget(inode);
2246                 spin_unlock(&inode->i_lock);
2247                 spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2248                 /*
2249                  * We hold a reference to 'inode' so it couldn't have been
2250                  * removed from s_inodes list while we dropped the
2251                  * s_inode_list_lock  We cannot iput the inode now as we can
2252                  * be holding the last reference and we cannot iput it under
2253                  * s_inode_list_lock. So we keep the reference and iput it
2254                  * later.
2255                  */
2256                 iput(old_inode);
2257                 old_inode = inode;
2258                 bdev = I_BDEV(inode);
2259
2260                 mutex_lock(&bdev->bd_mutex);
2261                 if (bdev->bd_openers)
2262                         func(bdev, arg);
2263                 mutex_unlock(&bdev->bd_mutex);
2264
2265                 spin_lock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2266         }
2267         spin_unlock(&blockdev_superblock->s_inode_list_lock);
2268         iput(old_inode);
2269 }